用于色散补偿的线性啁啾光纤光栅的最佳切趾包络函数的研究

具有切践包络的的线性啁啾光纤光栅是用于色散补偿的重要源器件。通过切趾的方法可以减少啁啾光纤光栅内的时延振荡,同时减小反射谱中的瓣。用数值方法分析了不同切趾包络函数对光栅特性的影响,得到了色散补偿最佳包络函数及其参数,给出了最佳包络的普遍特征。     

纯切趾线性啁啾长周期光纤光栅的研究

为进一步拓宽长周期光纤光栅在光通信领域中的应用,在长周期光纤光栅中引入纯切趾包络和线性啁啾,构成光谱特性更为丰富的纯切趾线性啁啾长周期光纤光栅。采用耦合模理论,对纯切趾线性啁啾长周期光纤光栅中的模式耦合特性进行了研究,给出了纯切趾线性啁啾长周期光纤光栅的耦合系数和耦合模方程。在此基础上,详细研究了啁啾和切趾对长周期光纤光栅光谱特性的影响,讨论了纯切趾长周期光纤光栅用作色散补偿器的结构特性和色散补偿机制。最后,设计出一种采用两个相同光栅对称级联的基于纯切趾线性啁啾长周期光纤光栅的色散补偿器,该器件的3dB带宽为0.16nm,3dB带宽内的色散值约为-1954psnm,时延曲线偏离线性的波动幅度小于±2.5ps。     

用遗传算法从时延特性重构光纤光栅参数

提出了采用遗传算法(GA)结合传输矩阵法从需要的时延特性对光纤光栅进行参数重构的方法。该方法以时延为目标函数,由光纤光栅参数,包括光栅长度、折射率调制、光栅周期和光栅啁啾,组成种群中的待优化的个体,经过若干代遗传得到最优结果。用实值编码遗传算法实现了对均匀光纤光栅、啁啾光纤光栅和切趾啁啾光纤光栅参数的重构。数值仿真结果表明该方法对光纤光栅的时延特性参数重构十分有效。由斜率为100ps/nm,最大时延为300ps,中心波长为1555.2nm的理想线性时延特性重构出切趾啁啾光纤光栅的参数。此方法可以有效地从时延信息中提取光纤光栅参数,能够应用在利用光纤光栅时延特性的光控相控阵天线设计中。     

光纤光栅光谱与雷达方向图特性分析

光纤光栅在雷达领域发挥着重要作用,与此同时光纤Bragg光栅的反射光谱和雷达方向图间也存在一定的相似性,如光栅的光谱切趾和雷达的方向图加权有类似的作用,都是为了抑制信号的旁瓣或者副瓣。基于耦合模理论对均匀光栅、相移光栅、切趾光栅、啁啾光栅等光纤Bragg光栅的反射光谱进行了仿真分析,同时,根据上述光栅的结构模型,构建了一维阵列雷达模型,并对相应阵列的方向图进行了分析和仿真。仿真结果表明,相关构型能够起到方向图调制的效果,如实现对副瓣抑制的效果等。研究内容促进了光纤光学和雷达领域的相关成果转化和交叉学科发展。     

偏振模色散和时延抖动对啁啾光纤光栅色散补偿特性的影响

对存在偏振模色散(PMD)和群时延(GD)抖动的非理想线性啁啾光纤光栅的色散补偿特性进行了研究。实验测量了啁啾光纤光栅的群时延谱和偏振模色散光谱，理论分析和实验测量表明，啁啾光纤光栅差分群时延(DGD)抖动与其时延抖动密切相关。通过数值模拟方法，计算了线性啁啾光纤光栅偏振模色散眼图代价与入射到啁啾光纤光栅色散补偿器的光信号的偏振方向的关系，计算结果表明在使用啁啾光纤光栅色散补偿器时应对光信号的偏振方向进行调整，以获得最佳补偿效果。另外结合实验数据，模拟计算并讨论了非理想线性啁啾光纤光栅群时延抖动和偏振模色散引起的信号的展宽和脉冲形状的劣化。     

二类取样NLCFG的多波长色散补偿特性

根据非线性啁啾光纤光栅可用于对光通信系统中一阶和二阶色散进行补偿的原理 ,系统地研究了二类取样型非线性啁啾光纤光栅的反射谱及时延特性 ,并进行了数值仿真。提出了计算二类取样光栅产生的信道数的计算方法。     

线性啁啾长周期莫尔光纤光栅的理论研究

以经典耦合模理论为基础,结合线性啁啾长周期莫尔光纤光栅的结构特性,给出了线性啁啾长周期莫尔光纤光栅的耦合系数和耦合模方程,并用龙格库塔迭代法数值求解耦合模方程,对该类型光栅的光谱特性和时延特性进行了理论分析。分析结果表明,线性啁啾长周期莫尔光纤光栅的相移特性和切趾特性,使得该类型光栅在波分复用全光网中有着很好的应用前景,如可用作宽阻带带阻滤波器、宽阻带梳状滤波器、色散补偿器等。     

基于啁啾光纤光栅的单光源产生毫米波研究

利用切趾啁啾光纤光栅进行波长精确滤波选择和脉冲压缩的功能,给出了用光外差法将单一光源形成差频再经拍频后生成射频信号的单光源产生毫米波的方案。理论分析和数值计算结果表明,采用切趾啁啾光纤光栅的单光源产生毫米波能使系统具有波长稳定、相位噪声低、频率调整方便等优点。基于啁啾光纤光栅对光脉冲的压缩作用,该方案系统能降低由光纤色散引起的信号重叠干扰。     

用于10Gb／s WDM系统色散补偿的波长取样啁啾光纤光栅

研制出一种新型色散补偿光纤光栅--波长取样啁啾光纤光栅,它具有10个周期性为0.8nm的波长结构,每个周期的反射特性和色散特性都基本相同,其带宽为0.6nm、峰值反射率为90%、色散量为1300ps/nm、时延抖动小于50ps,光栅长度为10cm.利用此波长取样啁啾光纤光栅,在8×10Gb/s波分复用(WDM)系统中,进行了NRZ码140km标准单模光纤的色散补偿实验,补偿效果良好.     

级联啁啾光纤光栅反馈激光器产生宽带无时延混沌激光

提出并实验验证一种级联啁啾光纤光栅反馈半导体激光器产生宽带、无时延混沌激光的方法.在该方法中,级联啁啾光纤光栅的高色散引入不规则的外腔模式,破坏了外腔模式谐振,进而消除混沌信号的时延特征.此外,不规则的外腔模式与激光器内部模式拍频,引入了新的高频振荡,进而增强混沌信号的带宽.对比研究了单个与级联啁啾光纤光栅反馈系统中色...     

啁啾光纤光栅补偿光纤色散的研究

啁啾光纤光栅被认为是目前最有实用价值的色散补偿方案之一。分析了啁啾光纤光栅补偿色散的基本原理,从简单模型出发分析了啁啾光纤光栅的色散补偿能力,用数值法研究了啁啾光纤光栅的时延及色散特性,并比较了变迹型与非变迹型啁啾光纤光栅。结果表明要获得较大的色散,要求光纤光栅有较长的长度和较小的啁啾。同时为了消除色散曲线的振荡还必须采取适当的变迹方法。     

高斯切趾非线性啁啾光纤光栅特性的研究

根据耦合模理论，采用分段均匀的传输矩阵法数值分析了不同啁啾系数对非线性啁啾光栅光谱响应和时延的影响，进而讨论了非线性啁啾光栅在色散补偿中的应用。     

啁啾光纤光栅色散补偿变迹函数的研究

本文理论地研究了啁啾光纤光栅色散补偿迹耦合函数,将两个耦合方程推导一个Ｒｉｃｃａｔｉ微分方程然后通过Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ法求解在不同耦合函数下啁啾光纤光栅的反射,色散和群时延,系统地讨论了和比较了两种合函数下的啁光纤光栅补偿性能。     

Optimal Equalization of Distortions due to Group Delay Ripples of Chirped Fiber Bragg Gratings (CFBG)

We present a closed solution for an optimal equalizer which compensates for signal distortions caused by group delay ripples in chirped fiber Bragg gratings (CFBG) employed for dispersion compensation in optical communication systems. The theory is verified with the help of group delay measurement results of a dispersion compensating CFBG and the improvements achieved by the equalizer are presented on the basis of simulation results.     

Fiber Bragg grating fabrication for dispersion slope compensation

Group-delay dispersion slope causes signal deterioration in long-distance high-data-rate communication systems. We report the fabrication of high-quality apodized and chirped fiber gratings with dispersion slopes as high as -1800 ps/nm/sup -2/ over a 0.7-mn bandwidth-sufficient to compensate for the dispersion slope of >25000-km length of standard fiber at a wavelength of 1550 nm. We believe this is the first time that fiber Bragg gratings have been specifically designed and fabricated for dispersion slope compensation. The fabrication technique uses a standard unchirped phase mask and two scans of the inscribing UV beam.     

Self-compensated dispersion tuning of a mode-locked fiber laserusing a linearly chirped fiber grating

A new approach of self-compensated dispersion tuning is developed to generate wavelength-tunable pulses from a fiber laser. A linearly chirped fiber grating is used in conjunction with a pair of optical circulators and modulators in the cavity. The wavelength has been electrically tuned while maintaining a constant operating frequency of 1 GHz. The laser exhibits a linear tuning relation with respect to the delay time between the electrical control signals. Three chirped gratings providing dispersions of 1446, 50, and 10 ps/nm are used respectively in the experiment and the results are compared. The highest tuning range is about 1 nm and is limited by the chirped bandwidth of the gratings     

线性啁啾光纤光栅变迹函数的研究

文中利用传输矩阵法对我们构造的四种变迹函数所描述的线性啁啾光纤光栅的光学特性进行了数值计算,并与常用的高斯型变迹线性啁啾光纤光栅的最佳光学特性进行了比较和分析,得出了一些有意义的结论,为设计和制作合适的线性啁啾光纤光栅用作色散补偿器提供了一定的理论依据。     

Optimization of apodized linearly chirped fiber gratings foroptical communications

The dispersion characteristics of apodized, linearly chirped fiber Bragg gratings and their potential as dispersion compensators have been studied systematically. It is shown that the positive hyperbolic-tangent profile results in an overall superior performance, as it provides highly linearized time-delay characteristics with minimum reduction in the linear dispersion. To compensate for the linear dispersion of 100 km of standard telecom fiber over certain bandwidth (in nanometers), the required grating length is 19.24 cm/nm     

切趾光纤光栅的切趾深度分析

主要从平均色散、插入损耗、群时延波动(group delay ripple)的幅度和周期随切趾深度的变化等方面,分析了切趾线性啁啾光纤光栅的切趾深度对其特性的影响。并以补偿100km、光纤色散系数Df为17ps/nm·km(1550nm处)的标准单模光纤的色散为例,定量地分析了切趾深度对光纤光栅特性的影响,获得了切趾深度的最优化值。