线性光放大器中由串扰引起的增益波动研究

针对线性光放大器(LOA)中垂直光场(VCL)的增益钳制作用,建立基于标准速率方程的分段模型。模型考虑了纵向载流子密度变化、放大的自发辐射噪声和端面反射。通过与普通半导体光放大器的比较,验证了VCL对串扰引起的增益波动有很好的钳制作用。模拟计算了不同注入电流下,增益波动的范围和有源区载流子分布,以及泵浦信号强度和调制速率对增益波动的影响。     

基于LOA的XPM波长转换信号消光比特性分析

针对线性光放大器(LOA)的结构特点,建立了基于速率方程的模型。使用该模型分析了增益钳制特性和转换后信号的消光比。理论计算结果表明,分布式布拉格反射镜(DBR)形成的垂直光场对增益具有钳制作用。增大DBR的反射率,可以增大LOA的线性输入范围;用于波长转换时,能提高转换信号的消光比。计算结果较好地拟合了文献实验结果。     

基于LOA-XGM全光逻辑与门的理论研究

提出了基于线性光放大器(LOA)的交叉增益调制(XGM)原理来实现全光逻辑与(AND)运算的理论模型,通过Simulink模块构建,使其更好地仿真出逻辑输出结果,并且分析不同参数对与输出结果的影响。结果表明:由于LOA利用有源区两侧的分布式布拉格反射镜(DBR)对入射光的增益形成了很好的钳制,使其具有良好的线性增益特性,因而利用级联LOA实现逻辑门运算时所发生的畸变远比在SOA中小;适当地选择输入信号光的波长范围和光功率,会得到更优的逻辑与运算结果。     

基于LOA的XGM全光波长转换消光比特性的研究

建立了线性光放大器(LOA)的交叉增益调制(XGM)波长转换理论模型.着重讨论了抽运光与探测光的波长和功率、LOA中分布式布拉格反射镜(DBR)的反射率和注入电流等参量对输出消光比特性的影响.结果表明,输出消光比随着抽运光(探测光)波长的增加而增加(减小);适当的减小探测光功率和选择合适的注入电流可以获得较大的消光比;波长向下转换时的消光比明显优于向上转换时的消光比;同样,提高LOA中DBR的反射率,也可以获得较高的消光比.     

基于半导体光放大器光纤环形腔的光数据包复制器的噪声特性研究

利用半导体光放大器(SOA)光纤环形腔实现重复周期准确、信号脉冲功率较大且几乎一致的光数据包复制.提出了一种注入非循环直流辅助光的方法,既有效抑制了放大自发辐射(ASE)噪声,又避免了环形腔内谐振.利用简化模型,从理论上对复制器输出噪声与信噪比(SNR)进行分析及仿真,得到复制器输出信噪比与复制次数的变化关系,并详细分析了注入直流辅助光功率及衰减系数对输出信噪比的影响.实验测得数据与理论结果一致.进一步对实验进行优化,在输出端口利用半导体光放大器对输出信号进行功率均衡,获得数据包信噪比下降小于3 dB且脉冲光功率几乎一致的15次以上复制.     

垂直腔半导体光放大器的增益特性数值分析

结合垂直腔半导体光放大器(VCSOAs) 的竖直微型腔结构带来的特性,在反射工作模 式情况下,分析了VCSOAs 的增益特性。通过数值求解激光器单模速率方程,给出了增益、饱和输出功率随泵浦光功率、出射腔面反射率的变化,分析了其功率动态范围。得出了提高腔面反射率能使增益得到增长,以及强泵浦光功率能起到平坦增益,增大增益的作用的结论。总结了VCSOAs 设计中的一些规律,以作实际应用中参考。     

1.3μm高增益偏振无关应变量子阱半导体光放大器

采用低压金属有机化学气相外延法 (LP MOVPE)生长并制作了 1 3μm脊型波导结构偏振无关半导体光放大器 (SOA) ,有源区为基于四个压应变量子阱和三个张应变量子阱交替生长的混合应变量子阱 (4C3T)结构 ,压应变阱宽为 6nm ,应变量 1 0 % ,张应变阱宽为 11nm ,应变量 - 0 95 % ;器件制作成 7°斜腔结构以有效抑制腔面反射。半导体光放大器腔面蒸镀Ti3 O5/Al2 O3 减反 (AR)膜以进一步降低腔面剩余反射率至 3× 10 -4以下 ;在 2 0 0mA驱动电流下 ,光放大器放大的自发辐射 (ASE)谱的 3dB带宽大于 5 0nm ,光谱波动小于 0 4dB ,半导体光放大器管芯的小信号增益近 30dB ,在 12 80～ 1340nm波长范围内偏振灵敏度小于 0 6dB ,饱和输出功率大于 10dBm ,噪声指数 (NF)为 7 5dB。     

1kHz全光纤双程结构掺Yb3+脉冲光纤放大器

以1KHz低重复频率的脉冲激光为信号光源,实验研究了全光纤双程结构的脉冲光纤放大器.利用光纤声光调制器(AOM)滤除了放大过程产生的放大自发辐射光(ASE),并测量了该ASE功率;分析了低重复频率及双程结构对放大器输出特性的影响;研究了抽运光功率对输出脉冲宽度和脉冲峰值功率的影响.在注入信号激光波长1060nm、脉冲宽度10.2ns、峰值功率0.58W时,获得放大脉冲激光的脉冲宽度7.9ns、峰值功率245.2W,对应增益26.3dB.     

基于XGM的SOA波长变换器噪声特性分析及实验研究

本文将半导体光放大器的ASE噪声功率引入到SOA分段动态模型,得到随SOA长度变化的ASE噪声功率,并讨论了偏置电流、泵浦光功率、SOA长度对变换性能影响.理论计算结果表明,大的偏置电流有利于提高消光比(ER)和信噪比(SNR);对于长度一定的SOA和一定的偏置电流,泵浦光功率存在最佳值;SOA长度存在信噪比最佳值.我们对2.5Gbit/s SDH信号进行了XGM方式波长变换,实验结果与理论分析一致.     

宽带铋基掺铒光纤放大器的增益箝制研究

应用于动态通信网络中的光放大器需要恒定的信号增益.为此,设计了一个基于环形激光腔结构的宽带铋基掺铒光纤放大器(Bi-EDFA),进行了宽带Bi-EDFA信号增益箝制特性的理论研究.结果表明:通过将放大器输出的一个前向放大自发辐射(ASE)噪声光反馈到输入端,可以实现对1.53 μm波段传输信号的增益箝制.环路损耗越小,...     

基于半导体光放大器的非相干光源抗反膜的优化设计

对半导体光放大器(SOA)放大的自发发射(ASE)谱进行了实验和理论研究,并且分析了SOA端面反射率对ASE谱的谱宽以及平坦度的影响.结果表明,不恰当的抗反膜会严重减小输出光谱的带宽;而在采用具有宽带材料增益谱的有源区基础上,结合抗反膜的优化设计,则可以获得既宽又平坦的非相干光源.     

放大自发辐射注入波长锁定法布里-珀罗激光器

波分复用无源光网络(WDM-PON)被认为是接入网的最终解决方案,基于放大自发辐射(ASE)注入波长锁定法布里-珀罗(F-P)激光器的WDM-PON由于其价格低廉和容易实现颜色无关操作而受到极大关注.实验研究了ASE注入波长锁定F-P激光器的ASE增益、边模抑制比(SMSR)和相对强度噪声(RIN)随F-P激光器注入电流和ASE注入功率的变化关系,理论模拟了ASE注入功率和增益一定时,F-P激光器注入电流随其前端面反射率的变化关系,并从实验上进行了验证.研究结果表明,当F-P激光器的注入电流为阈值电流的1.3～1.7倍时,能获得满足应用需要的相对强度噪声和边模抑制比.对于一定的ASE注入功率和输出功率,存在使注入电流最小的最佳前端面反射率.     

光纤放大器的ASE噪声对PIN接收机性能的影响及误码率计算

本文运用随机信号的分析方法推导了存在ＡＳＥ噪声情况下，光纤通信系统误码率的计算公式。利用该式可以根据信号光功率和噪声功率谱密度估算系统的误码率，与实验结果基本符合，从而可以为加光纤放大器的光纤通信系统提供评价信道优劣的依据。本文还论述了ＡＳＥ噪声对ＰＩＮ接收机灵敏度的影响，对于实际系统中接收机的选择具有重要意义     

端面反射率对单端反射半导体光放大器的影响

本文考虑了光子密度、增益谱色散、放大自发辐射噪声(ASE)、端面反射率和载流子浓度对折射率的影响,并采用细化分段法及四阶龙格-库塔法求解速率方程及光场传输方程,分析了不同端面反射率时单端反射半导体光放大器(RSOA)的动态特性。结果表明端面反射率的适当增加,可以使增益得到提高,增益恢复时间减少, ASE输出功率增加,消光比下降。理论分析为优化RSOA的动态特性具有一定的指导意义。     

一种新型低噪声掺Er光纤放大器的研究

提出了一种新型的低噪声掺Er光纤放大器(EDFA)。将光波长交错器的输入端口与普通EDFA的输出端相连接,用于降低噪声,信号光由光波长交错器的偶信道端口输出。利用光波长交错器的梳状反射特性,抑制EDFA的放大自发辐射(ASE),改善EDFA的噪声特性,使其具有低噪声的特点。采用4m长的掺Er光纤(EDF)作为增益介质,小信号功率为-26dBm时,在1530～1560nm带宽范围内,测得低噪声EDFA的噪声系数低于3.83dB,仅比噪声系数的量子极限3dB大0.83dB。     

Characterization of Fabry–Perot laser diodes injection locked by spectrum sliced ASE noise in WDM-PON

We experimentally evaluate the performance of Fabry–Perot laser diodes (FPLDs) injection locked by spectrum sliced amplified spontaneous emission (ASE) noise for transmission at 1.25 Gb/s. We characterize the injection locked FPLDs in terms of front-facet reflectivity, operation temperature, bias current and injection locked mode location. Experiment results show that the FPLD performance is strongly dependent on the front-facet reflectivity. Therefore a reasonable range of front-facet reflectivity for FPLDs is recommended. Operating the lasers at low temperature has better receiver sensitivity, while operating at high temperature has slightly broader operation range for injected ASE power. There is an optimal bias for a given injection power and the operation range for bias current is increased for higher injection power. Injection locked mode location also affects the performance of FPLDs.     

波分复用系统的光信噪比与代价测试方法探讨

本文通过分析光放大器噪声的成分,指出了波分系统中在OSNR表象一致的情况下光放大噪声与ASE噪声的差异,以及这种差异在检测系统传输性能时所造成的影响,并设计了相关的代价测试实验系统。通过对实验数据的分析,指出了进行与系统OSNR代价相关的性能测试时如何获得真实系统参数的办法。     

掺铒光纤放大器噪声特性的全面分析

本文对掺铒光纤放大器（ＥＤＦＡ）的噪声特性进行了全面的分析。把光信号和ＥＤＦＡ中放大自发辐射（ＡＳＥ）产生的量子噪声，以及信号－ＡＳＥ拍频噪声和ＡＳＥ－ＡＳＥ拍频噪声一并加以考虑。通过数值模拟，给出了不同信号功率和泵浦功率下的ＥＤＦＡ噪声系数。这些结果对优化ＥＤＦＡ的工作参量及其工程制作具有一定的指导作用。