MEMS可调谐平顶窄带光学滤波器

设计了一种基于MEMS技术的可调谐光学滤波器,它通过光栅将输入的宽带光信号色散展开,以一个MEMS扭镜选择将对应滤波器通带的光信号反射至输出端,从而实现光学滤波和波长调谐功能。滤波器的输入端采用单模光纤,输出端采用多模或者少模光纤,可以实现窄带且平顶的通带特性。经过参数优化,仿真分析得结果显示,采用多模/少摸光纤输出的两种滤波器,其0.5 dB和25 dB带宽分别为0.95 nm/0.29 nm和1.39 nm/0.69 nm,分别满足100 GHz和50 GHz信道间隔的DWDM系统要求。由于输出端采用多模或者少摸光纤,从该滤波器输出的光信号不能继续在单模光纤中传输,只能由光探测器接收,因此该滤波器一般应用于全光网络节点中的下载端口。     

基于光子晶体光纤的全光开关实验研究

在10Gb／s光传输系统中进行了以光子晶体光纤（PCF）为非线性介质的全光开关实验研究。实验中高强度光脉冲经过非线性系数为普通常规光纤36倍的25m长光子晶体光纤后，观察到了由于自相位调制效应（SPM）而导致的光谱展宽现象。实验进一步研究了基于这一效应的全光开关特性，并得到了很好的开关特性曲线。同时还发现这种全光开关具有全光波形整形和波长变换的功能，在实验中变换脉冲中心波长偏离入射脉冲波长4nm。实验结果表明，这种具有高非线性系数的光产品体光纤非常有利于器件的小型化和集成化。     

基于半导体光放大器的全光信号处理研究进展

本文介绍了基于半导体光放大器非线性光学特性的全光信号处理研究进展。探讨基于半导体光放大器的光波长转换,光信号再生、光逻辑门以及光信号的码型转换等全光信号处理单元。分析国内外各种全光信号处理方案,总结其特色,并对未来发展趋势以及光子集成提出了展望。     

利用半导体光放大器和滤波器组合实现高速波长转换和码型转换

将半导体光放大器(SOA)和滤波器组合使用是实现高速全光信号处理的有效途径。利用半导体光放大器和带宽为0.32nm的可调窄带滤波器同时实现了40Gbit/s的非归零(NRZ)信号的反相波长转换(WC)和非归零到伪归零(PRZ)信号的码型转换,波长转换和码型转换的结果差异取决于滤波器中心波长相对于探测光波长的失谐量。当滤波器的失谐量为-0.24nm时,输出反相的波长转换,此时滤波器起到加速半导体光放大器增益恢复的功能。当滤波器失谐量为 0.41nm和-0.48nm时,得到非归零到伪归零的码型转换,并且产生的伪归零脉冲分别出现在非归零信号的上升沿和下降沿,此时滤波器的作用是将探测光的相位信息转换为强度信息,并且该码型转换结果兼有波长转换的功能。     

全光波长转换器件开发现状

波长转换是实现光子网络(Photonic Network)中的灵活波长控制的关键技术之一。在光子网络的光互连节点上,波长转换技术的应用能够降低通道阻塞的概率,并能实现波长的重复使用。波长资源的有效利用也有利于促进灵活网络的构筑。全光波长转换(All-Optical WavelengthConversion)由于无需光电(OE)/电光(EO)转换器件,而且不受光信号格式(Signal Format)及位速率的限制,使得光子网络具有透明性,其自身也因此成为一项引人关注的技术。本文将扼要介绍一些有关全光波长转换器件的研发现状。一、光子网络中的波长转换技术波长转换器件的基本要求…     

基于光子晶体光纤的受激拉曼散射全光波长转换研究

基于光纤中前向瞬态受激拉曼散射效应分析理论,利用光子晶体的高非线性特性,对光子晶体光纤拉曼波长转换进行了数值分析,并建立了全光波长转换设计方案的理论模型,给出了设计原理框图及实现方法。用OptiSystem对四路探测光进行波长转换仿真,仿真结果表明:所设计的全光波长转换器同时对四路探测光实现波长转换,转换输出的信号光码型和输入泵浦信号光码型一致,并且所得到的眼图线迹清晰,眼睛张开度良好。论证了该设计方案可行。     

超高速全光信息处理

P比特级光交换网络的发展,要求网络在传输、复用和交换方式上具有灵活性、多样性和高效性,因此基于超高速全光信息处理的网络功能存在较大价值。利用不同光子材料非线性效应(SPM\XPM\FWM等)已成功实现了组播、码型变换、逻辑门等不同的全光信息处理单元技术,其中高非线性光纤以其易与现有光纤网络相融合和成本相对较低等特点而具有较大潜力。在总结光信息处理的相关研究进展的基础上,文章重点介绍了偏振复用(PDM)系统中的高速全光信息处理技术,包括基于自相位调制效应(SPM)的全光再生和基于交叉相位调制效应(XPM)的波长转换实现。     

利用光子晶体光纤实现全光波长转换研究

作为自动交换光网络中的核心器件，全光波长转换器在网络中发挥着重要作用。重点介绍基于光纤参量放大器实现全光波长变换的进展和工作原理。提出利用光子晶体光纤的强非线性来实现全光波长转换，在未来光通信领域将具有广阔的应用前景。     

啁啾光纤光栅波长路由光网络的组播功能实现

在基于光路交换的4节点16×10 Gbps双纤单向新型分布式全光自愈环网上,利用啁啾光纤光栅(CFBG)和环行器等无源器件实现了光层组播,避免了光/电/光转换.CFBG在网络中用于实现色散补偿、上下话路和波长路由.通过调节光栅的中心波长,分别完成对控制信息、组播业务信息的分别读取.整个网络不存在关键性节点,每个节点都可以作为组播业务的发起端和接收端.根据控制信息配置传输信道,提高了组播数据流的传输效率.研究结果表明,这种组播方式具有物理实现简单、安全性高、对组播数据速率和格式透明以及数据传输无阻塞等特点.     

基于光子晶体光纤中简并四波混频效应的高效可调谐偏振不敏感波长变换器(英文)

实验验证了一种结构简单、变换效率高的可调谐偏振不敏感全光波长变换器。光子晶体光纤由于其特殊的纤芯结构,能够保有较高的双折射效应。通过调节抽运光的偏振态,使之与光子晶体光纤的双折射轴成45°夹角入射,则此时信号光与抽运光在光子晶体光纤中进行简并四波混频过程时,其变换效率对信号光偏振态的随机变化不敏感,闲频光输出功率几乎保持不变。实验结果表明,所搭建的全光波长变换器在25nm变换范围内,闲频光偏振敏感度低于0.6dB,变换效率优于-15dB(峰值可达-7.6dB),输出闲频光的光信噪比优于40dB,长时间工作性能稳定,可实现开机自启动,是一种实用性强的偏振不敏感全光波长变换器。     

基于SOA的交叉相位调制生成UWB信号的研究

超宽带信号(UWB)的光学生成技术是光载超宽带通信系统(UWB-over-fiber)的关键技术,半导体光放大器(SOA)的非线性特征在全光信号处理中有着广泛的应用。提出基于SOA的交叉相位调制(XPM)效应的UWB的光学生成方法。该方法首先利用SOA的XPM实现高功率的高斯泵浦光和低功率的直流探测光的XPM,然后利用光学滤波器对探测光进行鉴频,实现相位调制到强度调制的转换,从而获得单周期UWB信号。提出了采用光带通滤波器和波分复用器对探测光进行鉴频的两种方法,获得中心频率分别为5.15GHz和5.05GHz,相对带宽分别为150%和149%的UWB信号,符合FCC标准。     

利用高非线性微结构光纤实现波长变换的研究

利用自相位调制(SPM)效应和窄带滤波器在高非线性微结构光纤(MF)中实现了全光波长变换,获得了对10 Gb/s脉冲信号超过±4 nm的波长变换带宽。作为非线性介质的25 m长MF的非线性系数γ=36 km-1.W-1,约是传统色散位移光纤非线性系数的20倍。高非线性MF在波长1 550 nm处色散值约为+150 ps/nm-km。     

基于光纤光栅外腔半导体激光器增益饱和效应的全光波长转换实验研究

对基于光纤光栅外腔半导体激光器增益饱和效应的全光波长转换器的静态与动态特性进行了实验研究。为消除反馈光与转换信号输出光对光源的不利影响及提高光输入、输出信号耦合效率 ,提出了采用环形器进行信号耦合的光学结构。实验结果表明 ,转换器件具有高于 30nm的波长转换间隔 ,并可实现波长上、下转换。进行了15 5Mbit/s伪随机码调制信号的动态波长转换实验。     

超快速低功率有机光子晶体全光开关

全光开关是一种重要的光子器件,在光计算、光互联和超快速信息处理等领域都具有非常重要的应用前景.光予晶体具有独特的光子带隙特性,能够有效地控制光子的传输状态,因而成为制备集成光子器件的重要基础.光子晶体全光开关的三个重要指标分别是:超快速时间响应、低抽运功率和高开关效率.由于通常的非线性光学材料,如半导体材料,其三阶非线性光学系数相对较小,这就使得光子晶体全光开关的抽运功率在GW/cm2的量级.如此高的抽运功率严重制约了光子晶体全光开关的实际应用.     

基于非线性光纤环形腔镜的全光阈值器

基于非线性光纤环形腔镜(NOLM)及光子晶体光纤(PCF)的自相位调制效应(SPM),实现了一种适用于光子神经元的全光阈值器。所使用的PCF非线性系数为16.98(W·km)-1,同时在NOLM中引入可调隔离器。PCF及可调隔离器的使用,缩短了NOLM的腔长,同时降低了阈值器对输入光功率的要求。该全光阈值器对光信号的消光比可提高6 d B以上。由于全光阈值器中所有的组成器件均为无源光器件,因此能够处理高速率光信号。该全光阈值器在其他光通信系统中也具有广阔的应用前景。     

OTDM网与WDM网接口间的码型转换技术研究

利用半导体光放大器(SOA)和光带通滤波器(OBPF)构成了一个全光码型转换器.理论分析了码型转换的原理,得出了码型转换取决于光带通滤波器的3dB带宽以及探测光中心波长相对于光带通滤波器中心波长失谐量的结论,实验测得3dB带宽为0.17nm,失谐量△λ=0.62nm.最后通过仿真实现了10Gb/s数据信号全光归零(RZ...     

一种用于光组播冲突解决的节点结构及其调度策略

光分组在核心节点处的冲突解决问题是实现全光 组播分组交换的关键。本文提出了一种新型的解决光组播冲突的节 点结构,用于冲突解决的部分包括输出共享的网络编码模块和光纤延迟线(FDL)环 形反馈共享缓存(FDL-LSFB)模块。网络编码 模块将异或网络编码作为冲突解决方式,利用全光异或门将冲突组播进行网络编码并且改变 编码后分组波长,从而避免波长 冲突。而FDL-LSFB模块由子交换矩阵和FDL缓存组连接成环状,且冲突组 播可从任意子交换矩阵进出缓存模块, 使用少数的FDL可以提供大容量的光缓存、提高FDL利用率。针对FDL-LSFB模块冲突组播调 度问题,为减小缓存时延,设计了最小缓存长度级联控制算法(MLCBST),进而提出冲突光 组播的总调度策略。仿真结果表明,本文提出的组播节点结构和调度策略在降低丢包率(PLP)和减小缓存时延方面具有明显的效果。     

基于硫系光纤交叉相位调制的波长转换研究

全光波长转换器(AOWC)是全光通信网络的关 键器件,它是实现光波长路由的必要手段。本文提出了一种 基于硫系光纤交叉相位调制的波长转换方案。将信号光和探测光同时输入普通硫系光纤产生 XPM,然后用光带通滤波器(BPF) 滤得转换光的单个边带,从而实现相位-强度转换,还原出数字信号。本文详细分析了系统 的工作原理,并通过仿真,验证了 方案的可行性。该方案只需1m长度的光纤就能产生显著的XPM,对输入光信号峰值功率的要 求低,信号光可由40 Gb/s的归 零码数字信号驱动MZM调制获得,而不需要特殊的高功率超短脉冲激光。波长在1550 nm处的转换光信号眼图性能良好, 与原始信号相比,只有大约1dB的功率代价。该系统的波长转换的距离可达25 nm。该方案实现简单,不需要因为色散对硫 系光纤做特殊处理,适合于高速光传输系统,具有极大的应用前景。     

可调谐窄带宽的负系数微波光子滤波器

针对负系数微波光子滤波器很难用正系数的光学抽头来实现,提出了一款基于色散器件级联的可调谐、窄带宽、负系数微波光子滤波器。利用整形后的多波长光纤激光器的输出信号作为滤波器的抽头光源,将单模光纤与F-P光纤环级联作为延迟单元,实现滤波器的频率选择性。利用相位调制器和级联的色散器件共同作用,实现负系数的微波光子滤波器。实验得到了波长间隔为0.34 nm的多达37个激光信号的稳定输出,进而基于此实验结果仿真研究了F-P光纤环中C2、C3的耦合系数r、不同长度的可调谐光纤延迟线（TODL）和延迟单元中不同长度的单模光纤等参数对微波光子滤波器性能的影响。     

基于微腔和光学Tamm态耦合的全光二极管

为了实现全光二极管的功能设计,采用1维光子晶体非线性微腔,在1维光子晶体两端设置不同厚度的金属薄膜,并运用非线性传输矩阵方法研究了该结构的传输属性。结果表明,两个非对称光学Tamm态和非线性微腔的耦合结构呈现双稳态,且滞回线的位置与入射方向有关,具有全光二极管功能;光二极管的性能依赖于微腔厚度和两个金属薄膜的厚度比。该设计为全光二极管的性能优化提供了参考。