保偏光纤偏振耦合系统的动态色散补偿

在白光保偏光纤(PMF)偏振耦合系统中,光纤双折射色散会引起干涉条纹包络随着光纤长度展宽,从而导致空间分辨率降低,光纤测量范围变小。为了减小双折射色散的影响,提出一种基于频域变换的色散相位补偿方法,通过干涉主极大包络与耦合点包络的宽度比求得相位补偿因子,并与非线性色散相位谱相乘,通过傅里叶逆变换得到色散补偿信号。实验分别对400m和1000m PMF进行了测试,得到光纤双折射色散系数为0.0116×10-9 ps/(nm.km),将测试系统对PMF 1000m处耦合点的空间分辨率由62.85cm提高到6.03cm,实现了对长距离PMF偏振耦合系统的动态色散补偿。     

啁啾镜的优化设计

激光腔内的色散补偿问题是获得窄脉冲的关键,所以色散补偿元件的选择非常重要.传统的色散补偿元件棱镜对可以对二阶色散(群延迟色散)进行较好的补偿,但对高阶色散的补偿却无能为力.本文介绍了色散补偿元件啁啾镜的基本原理和优化设计思想,阐述了优化设计的基本过程,并根据激光腔内增益介质的实际色散情况,通过计算机模拟进行了相应啁啾镜设计的优化计算,以期保证啁啾镜在更宽的波段范围内能够获得相对较为稳定的色散补偿,尤其是对高阶色散的补偿.通过优化计算结果具体分析了影响啁啾镜色散补偿特性的几个重要因素,如色散量、色散带宽、膜层数以及单一膜层的厚度变化等对啁啾镜光学特性造成的影响都比较大.其中色散量的控制和色散带宽的选择是其中最重要的优化设计指标.(OB22)     

光学相干层析系统色散的在线测量及补偿

针对光学相干层析(OCT)系统中迈克尔逊干涉仪两臂色散不匹配导致纵向分辨率的降低,提出了一种基于频域干涉及非线性曲线拟合的方法对干涉仪两臂色散差进行在线测量,根据测量结果在干涉仪一臂中加入非零色散位移光纤(NZDSF)对色散差进行补偿.实验结果表明,经过色散补偿后系统的纵向分辨率与理论值相符合,离体牙齿OCT图像的质量...     

大模场面积掺镱双包层光纤的色散测量

大模场面积掺镱双包层光纤的色散特性在高功率超连续谱的产生中具有重要影响。搭建了一套基于马赫-曾德尔干涉仪和超连续谱光源的超宽波段、高精度的色散测量系统。干涉仪的测量臂插入待测光纤,参考臂通过高精度步进电机调节光程。通过此系统,仅使用27.2 cm长的样品对大模场面积掺镱双包层光纤的色散特性进行了精确测量。实验记录了700~1 600 nm范围内不同波长的干涉条纹,计算得到光纤的色散曲线。使用全矢量有限元法对光纤的色散进行了数值模拟,模拟结果与实验结果一致,证明了实验方法与系统的精确性。     

光子晶体光纤色散补偿研究

从光脉冲在光纤中的传输过程分析着手,在理论和数值模拟两方面研究了光子晶体光纤的色散补偿特性作用。结果表明,利用光子晶体光纤进行色散补偿时,光子晶体光纤要选择合适的二阶色散系数,同时脉冲的输入峰值功率对其色散补偿也有影响,为保证补偿后脉冲的质量,补偿用光纤的长度尽量小。     

负折射介质中高阶非线性效应所致啁啾的研究

利用分步傅里叶法对负折射介质中的广义非线性薛定谔方程进行数值模拟,进而分别得到自相位调制、赝五阶非线性、自陡峭、二阶非线性色散所致啁啾及各项非线性所致总啁啾的演变图.从啁啾上分析了负折射介质中各项非线性效应在脉冲传输时的作用,结果表明,负折射介质中,自陡系数取值的正负可控使脉冲中心位置可向前后沿偏移;在正常色散区,赝五阶非线性系数为负时加速脉冲的展宽,二阶非线性色散项系数取正时使脉冲展宽,取负时使脉冲变窄.     

一种高速光纤通信高阶偏振模色散补偿的前馈信号提取方法

建立了一种实时提取一阶和二阶偏振模色散的模型,可以直接得到偏振模色散的大小和方向。通过数值模拟将得到的偏振模色散大小与从琼斯矩阵理论中计算的结果进行比较,我们模拟结果与理论计算值在差分群时延为一个比特周期内较好相符。从得到的偏振模色散矢量的大小和方向信息可以为高阶阶偏振模色散补偿提供前馈信息     

克尔锁模钛宝石激光器中色散和能量对脉宽的作用

通过用非线性薛定格方程处理光脉冲在钛宝石介质中的传播和独立计入四棱镜系统的色散,我们在自洽条件下对自锁模钛宝石激光器的脉冲性质进行了数值模拟计算.本工作的特点在于不断监视脉冲的演化过程并算到自洽为止,因而得到了稳定的脉冲及其宽度.结果表明,二阶色散补偿是必须的,而缩短介质长度比增大泵浦更易获得变换极限的脉冲.     

偏振模色散对200 Gbit/s零路径色散控制光纤链系统的影响

基于一种二阶和三阶色散都作了完全补偿 (路径平均色散为零 )的光纤级联系统模型 ,用数值法研究了偏振模色散对皮秒光脉冲传输的影响。在零路径色散补偿系统中 ,线性色散得以完全补偿 ,为了减小非线性效应引起的脉冲窄化 ,系统必须保持较小的功率 ,但这样会影响系统的信噪比。计算结果表明 ,偏振模色散与非线性效应相互平衡 ,可使系统在较高的功率下保持脉冲宽度基本不变 ,从而获得较好的传输性能     

啁啾光纤光栅对色散和PMD同时进行补偿的研究

提出了一种基于啁啾光纤光栅的能同时对色散和偏振模色散进行补偿的系统，并进行了分析。重点分析了一阶啁啾系统c1和二阶啁啾系数c2的取值范围对系统补偿特性的影响，并进行了数值仿真。     

材料色散对1维光子晶体缺陷模影响的研究

为了分析材料色散对缺陷模的影响,对色散材料采用洛伦兹振子模型,利用传输矩阵法计算了含缺陷1维光子晶体的透射谱,分析了各层的色散对该结构1维光子晶体缺陷模的影响。结果表明,无论是高、低折射率介质还是缺陷层的色散都可以引起缺陷模的频移或分裂;缺陷模的频移方向与考虑色散后光学厚度的变化有关,如果光学厚度增大,则发生红移,反之则发生蓝移;低折射率介质的色散使缺陷模频移的效果最显著。这一结果对光子晶体的设计和研究有一定的参考价值。     

各向异性左手材料平面波导TE模的传输特性

对芯层为左手材料而覆盖层和衬底均为不同普通材料的三层平面波导进行了探讨。考虑损耗、色散和各向异性的左手材料,利用TE模的色散方程,结合模阶数、波导厚度以及电磁衰减系数的变化,画出了相关的色散曲线和损耗曲线。根据这些曲线,发现对于TE2模,在频率为4.03GHz附近,波导厚度为5mm,它有非常大的有效折射率(接近80);当频率从4.0GHz增加到6.0GHz,色散曲线的斜率为正、零和负。正斜率为正常色散,负斜率为反常色散,零斜率则群速为零。对于高阶TE模,当频率为4.03GHz时,它的损耗是最大的;当频率超过5.0GHz后,波导厚度以及电磁衰减常数的变化对TE模的损耗特性影响不大,这些新特性为制备小型化的波导器件提供了理论基础。     

三阶色散效应下的二阶光孤子裂变分析与控制

对光纤中三阶色散效应影响下的二阶孤子传输特性进行了数值模拟,分析了孤子理解变的时域特性及Fourier谱特性,给出了抑制孤子裂变的方法。     

A new method for fiber chromatic dispersion measurement with microwave interference effect

The chromatic dispersion (CD) is a key parameter for optical fibers. Based on the microwave interference effect, a new method for CD measurement of optical fibers is proposed. The radio frequency (RF) signals carried by two light-waves with different wavelengths transmit through the dispersive optical fiber under test. After photo-detector they interfere with each other due to the different phase shifts induced by the CD of fiber. The CD can be obtained by monitoring the changing interference RF power with scanning the wavelength of tunable laser source. The CD values of single mode fiber and dispersion compensating fiber are measured within the wavelength range from 1525 to 1605 nm. The common phase shift method is used to measure the CDs of the two types of fiber, which demonstrates the feasibility and veracity of the proposed method.     

具有高阶耦合色散系数双芯非线性光纤耦合器开关的数值分析

基于耦合非线性薛定谔方程(NLSE),利用分裂步长傅里叶方法(SSFM),研究了具有高阶耦合色散系数时,双芯非线性光纤耦合器中的传输和开关特性.模型中,一阶耦合色散系数的存在类似于群速度失配,二阶耦合色散系数类似于群速度色散,并且会对另一个纤芯中的信号产生线性互调制.研究表明当一阶耦合色散系数较小时,光脉冲仍能在二纤芯之间周期性耦合传输,并且表现出良好的开关特性,当一阶耦合色散系数增大时,脉冲耦合传输的周期性和陡峭的开关特性遭到破坏,光脉冲在传输中发生分裂;二阶耦合色散系数使耦合器的耦合长度减短,开关阈值功率增加,开关特性也变得更加陡峭.     

Design of nonlinear photonic crystal fibers with ultra‐flattened zero dispersion for supercontinuum generation

The study reports on the design and performance of two air‐filled and two partial ethanol‐filled photonic crystal fiber (PCF) structures with a tetra core for supercontinuum generation. The PCFs are nonlinear with ultra‐flattened zero dispersion. Holes with smaller areas are used to create a tetra‐core PCF structure. Ethanol is filled in the holes of smaller area while the larger holes of cladding region are air‐filled. Optical properties including dispersion, effective mode area, confinement loss, normalized frequency, and nonlinear coefficient of the designed PCF structures are investigated via full vector finite difference time domain (FDTD) method. A PCF structure with lead silicate as wafer exhibits significantly better results than a PCF structure with silica as wafer. However, both structures report dispersion at a telecommunication wavelength corresponding to 1.55 μm. Furthermore, the PCF structure with lead silicate as wafer exhibits a very high nonlinear coefficient corresponding to 1375 W^?1 km^?1 at the same wavelength. This scheme can be used for optical communication systems and in optical devices by exploiting the principle of nonlinearity.     

White light dispersion measurements by one- and two-dimensionalspectral interference

White light dispersion measurements by and two-dimensional spectral interference are shown. One-dimensional white light spectral interference measurements allow accurate characterization of dispersion using weak optical fields. Two-dimensional spectral interference allows for real-time measurements since no post-processing is needed, and therefore can be used in situations where the optical properties of the elements under test vary in time. We demonstrate the applicability of the two methods for characterizing dispersive elements such as optical glasses and dielectric coatings     

光脉冲的初始啁啾对单模光纤的色散效应的影响

在光纤通信中已经有利用光脉冲的初始啁啾来进行色散补偿的运用。文中从理论上分析了光脉冲的初始啁啾与单模光纤的色散效应的关系，并用数值仿真的方法验证了分析结果：线性初始啁啾可以在一定程度上补偿一阶色数，但却加大了高阶色散对传输光脉冲的负面影响。     

基于光谱干涉技术的玻璃厚度及折射率测量方法

基于光谱干涉技术提出了一种能够同时测量玻璃厚度及折射率的方法,该方法利用迈克尔逊光路,通过傅里叶变换算法对光谱仪接收的干涉信号进行解算,获取光谱干涉条纹的调制周期,根据待测玻璃样品放入测量臂前后,测量臂与参考臂所形成的光程差即可求出玻璃样品的几何厚度和折射率。该方法无需机械扫描延迟线并采用改进的傅里叶域下的相位提取算法,提高了测量系统抗干扰能力,探测速度快。实验结果表明:对玻璃样品的厚度测量精度优于±1μm,折射率测量精度±5×10^-4。     

啁啾光脉冲在高阶色散控制光纤链中的稳定传输

基于一种二阶和三阶色散补偿的光纤级联系统模型 ,用数值法对啁啾皮秒光脉冲作了传输模拟。结果表明 ,完全补偿的高阶色散控制系统消除了三阶色散所引起的脉冲边沿部的振荡 ,减弱了脉冲峰的时间移动 ;另外 ,在确定的配置下 ,给输入脉冲附加一最佳的频率啁啾 ,可使得色散控制孤子稳定传输。脉冲宽度和啁啾以及光强度都围绕在初始值附近波动 ,在每个补偿周期末端 ,基本恢复到初始值 ;最佳啁啾的选取与二阶色散的配置有关 ,与三阶色散的配置无关 ;文中画出了 10 0Gbit/s码率的 64位随机高斯光脉冲序列在完全补偿系统中传输 10 0 0 0km后的眼图。由清晰的眼图可知 ,这种完全补偿系统减弱了脉冲之间的相互作用