3μm低阈值MgO:PPLN-OPO布拉格体光栅腔谱宽压窄研究

设计了一种双程抽运可调谐光参量振荡器(OPO)。利用1.065μm单频脉冲光纤激光器抽运周期性畴极化掺镁铌酸锂晶体(MgO…PPLN),采用反射式布拉格体光栅压窄振荡信号光,将闲频光的谱宽从自由振荡时的38nm压窄到0.42nm,并将振荡阈值降低至6.7 W,从而获得了高转换效率的中红外激光输出。通过调节体光栅的角度和温度,实现了闲频光230GHz的调谐输出;当闲频光输出功率为2.5 W时,其水平方向和垂直方向的光束质量因子分别为1.8和1.9。     

紧凑型MgO:PPLN宽波段可调谐连续光参量振荡器

报道了基于掺MgO周期极化铌酸锂（MgO:PPLN）晶体的可调谐连续光参量振荡器。该光参量振荡激光器采用了多周期可调谐的MgO:PPLN作为非线性光学晶体,Nd:YVO4为激光晶体的紧凑型半导体激光端面抽运直线腔系统。实验中采用的MgO:PPLN晶体包含28.5~31.5 m之间的7个极化周期,相邻极化周期的间隔为0.5 m。通过调节7个极化周期实现信号光波长1.43~1.67 m和闲频光波长2.93~4.16 m的激光调谐输出。对同一温度下不同极化周期对应的输出波长进行理论计算,与实验结果符合较好。对比分析了输出功率随着不同极化周期和抽运功率的变化关系。当半导体激光入射抽运功率为15.4 W,在31 m极化周期和35℃的控制温度下,最高获得了2.94 W的1 595 nm信号光和1.45 W的3 190 nm闲频光,对应的光光转换效率达28.5%。     

周期极化掺镁铌酸锂光参量振荡器的输出光谱特性

实验研究了基于多周期的掺镁铌酸锂晶体光参量振荡器(OPO),分析了光学参量振荡器的输出光谱特性.实验中,采用激光二极管(LD)端面抽运的声光调Q Nd:YVO4激光器作为光参量振荡器的抽运源,谐振腔采用双凹腔结构.在调Q开关重复频率为10 kHz,周期极化掺镁铌酸锂(PPMgLN)晶体的温度为25.4℃的条件下,实验测得光学参量振荡器的振荡阈值为110 mW.当输入的抽运光的平均功率为325 mW时,获得了平均功率为84 mW的信号光输出,其光-光转换效率为25.8%.通过改变周期极化掺镁铌酸锂晶体的温度(25.4～120℃)和极化周期(28.5～30.5 μm),实现了信号光在1449.6～1635 nm范围内的可调谐输出.在室温25.4℃时,观测到了抽运光与信号光的和频光的光谱.实验结果表明.光参量振荡器输出光谱的半峰全宽(FWHM)小于0.5 nm.     

利用单共振光学参量振荡器产生宽调谐高功率连续单频红外激光

利用自制的高功率连续单频1.06μm激光器抽运基于周期性极化铌酸锂(PPLN)晶体的单共振光学参量振荡器(SRO),实验产生了宽调谐高功率连续单频红外激光。通过控制改变PPLN晶体的极化周期和温度,连续单频信号光和闲频光波长分别可从1.45μm调谐到1.79μm和从2.62μm调谐到3.99μm。当抽运功率为15.5 W时,1.52μm信号光和3.53μm闲频光的最大输出功率分别为5.1W和2.1W,光光转换效率达46.5%。当SRO自由运转时,信号光和闲频光在4h内实测的功率波动分别小于±2.77%和±2.79%,同时信号光在4h内实测的频率漂移小于±45 MHz。     

周期性极化掺镁铌酸锂晶体光参量振荡研究

为了实现高转化率3m红外激光光参量振荡输出,采用外加脉冲电场法在厚度为1mm、掺摩尔分数为0.05的镁铌酸锂晶体上成功制备了周期为31.2m的极化光栅,理论计算并模拟了1064nm激光抽运周期极化铌酸锂晶体时,闲频光波长随温度的对应关系,并进行了实验验证。利用1064nm声光调Q Nd:YAG激光器作为抽运源对样品进行了光学参量振荡实验,其中,脉冲激光脉宽为200ns,重复频率是20kHz。在控制温度为80℃、输入抽运光功率为5.567W时,光参量振荡输出波长3m的闲频光功率为1.141W,光光转换效率达到20.1%。结果表明,通过此方法制备的周期性极化铌酸锂晶体光参量振荡,具有较高的光光转换效率。     

连续波可调谐内腔光学参量振荡器及橙红光源

报道了利用半导体激光器(LD)端面抽运的钒酸钇(Nd∶YVO4)激光器作为抽运源,多周期周期极化铌酸锂(PPLN)为非线性晶体的连续波内腔光学参量振荡器(OPO)及基于此的连续波可调谐橙红光光源。为实现OPO的连续波运转,采用了内腔抽运方式,并对谐振腔进行了合理设计。实验得到调谐范围1406~1513 nm的信号光及3.66~4.1μm的中红外闲频光连续波输出,在10.9 W的LD功率下,最大输出功率分别为输出波长1500 nm处的820 mW和3.86μm处的195 mW,相对LD功率的转换效率分别为7.5%和1.8%。利用BaB2O4(BBO)晶体对OPO的1064 nm抽运光和1.4~1.5μm信号光进行内腔和频,获得了调谐范围606~624 nm的橙红波段连续波输出,最大输出功率为624 nm处的120 mW,转换效率为1.1%。     

外腔全固态连续波PPMgLN光学参量振荡器与受激拉曼散射

利用1064nm波长的全固态连续Nd:YVO4激光器作为抽运源,采用周期调谐技术,对PPMgLN晶体准相位匹配的全固态连续波光学参量振荡器(CW OPO)宽波段连续调谐输出特性和伴随输出的受激拉曼(Raman)散射进行研究。实验在多周期PPMgLN晶体的基础上,采用连续工作模式、单谐振和外腔结构。实验结果表明,全固态CW OPO实现了信号光在1435.9～1670.2nm近红外波段和闲频光在4185.0～2970.4nm中红外波段连续调谐输出;在30.5μm周期处,抽运功率达到11.79W时,获得最大总输出功率4.29W,光光转换效率达到36.4%;在28.5、30.0、30.5μm处同时有受激Raman散射光伴随输出;增加Raman散射的损耗,可以提高CW OPO闲频光的输出功率,在3451nm处获得最大输出功率1.98 W,光光转换效率达到16.8%。实现了外腔式全固态CWPPMgLN OPO在信号光和闲频光波段的高功率连续调谐输出,伴随输出的Raman散射对CW OPO的闲频光有重要影响。     

高效率宽调谐扇形MgO:PPLN中红外光参量振荡器

3～5μm的中红外激光位于大气窗口，在环境监测、军事、医疗、遥感等诸多领域有着重要的应用。利用纳秒量级的1 064 nm调Q激光器泵浦扇形掺氧化镁周期极化铌酸锂(MgO:PPLN)，设计了一种高效率、宽调谐纳秒中红外激光输出光学参量振荡器(Optical parametric oscillator, OPO)。通过降低泵浦光的重频，有效地减小了OPO的振荡阈值，在10 kHz的泵浦重频下，OPO阈值为0.4 W。在泵浦功率为4.68 W，晶体极化周期为30.47μm的条件下，获得了0.833 W的3.4μm中红外激光输出，对应的光光转换效率为17.8%。实验研究了不同极化周期下的输出波长，实验结果与理论模拟值较为吻合。通过横向移动MgO:PPLN晶体改变其极化周期，在31.05～28.8μm的调节范围内获得了1 440.7～1607.0 nm的信号光及3 171.1～4 088.1 nm的闲频光输出，其中信号光的脉宽约为8.1 ns。     

连续调谐输出的多周期极化铌酸锂晶体光学参量振荡器

对基于多周期极化铌酸锂晶体(PPLN)的信号光单谐振准相位匹配光学参量振荡器(QPM—OPO)，进行了温度调谐的理论和实验研究。以激光二极管(LD)端面抽运的声光调Q Nd：YVO4全固态激光器为抽运源，获得了1369．7～1678．8nm无重叠波段连续可调谐输出。给出了1064nm Nd：YVO4激光器抽运下，由PPLN的极化周期和温度直接计算输出信号光波长的公式，以及由信号光波长和极化周期计算相应的晶体温度的公式。这样就可直接计算实现无重叠波段连续可调谐输出时不同极化周期所对应的温度调谐范围，而不必联立能量守恒和动量守恒公式，逐点进行尝试。另外，周期极化晶体的极化周期不可避免地较理想值有一定的偏移，且具有不均匀性，给出了利用实验获得的温度调谐曲线，对极化周期进行修正计算的方法。     

基于ZnGeP2光参量振荡器的长波红外双波段调谐实验研究

文中报道了一种基于ZnGeP₂ (ZGP) 的纳秒宽调谐长波红外光参量振荡器(optical parametric oscillation, OPO)。采用重复频率50 Hz、脉冲宽度小于10 ns的1064 nm基频光泵浦基于Ⅱ类相位匹配KTP的光参量振荡器产生2.1 μm激光,进而泵浦基于Ⅰ类相位匹配的ZGP光参量振荡器产生7~11 μm长波红外输出。通过对ZGP的角度调谐获得了2.815~2.963 μm连续可调谐信号光,对应闲频光波长连续可调谐范围为7.82~9.08 μm。通过泵浦波长调谐的方式,当采用2107.13~2153.95 nm范围内的激光泵浦ZGP-OPO,获得了信号光波长范围为2.624~2.662 μm和2.745~2.956 μm的连续可调谐输出,对应闲频光范围为7.94~9.07 μm和10.20~10.82 μm。闲频光波长为8.03 μm、能量为0.8 mJ时,ZGP-OPO的泵浦光至闲频光转换效率9.4%。     

WRON中基于波长相关性的波长分配算法

基于节约网络资源和降低网络的阻塞率和波长分配代价的思想,在WRON网络的动态路由波长分配算法中考虑波长相关性.根据波长之间转换度变化,详细定义波长转换器的可转换波长之间的波长转换度,并定义了一个利用二进制数表示的空闲波长指示参数,利用该参数对链路上的空闲波长进行表示,用蚁群系统的蚁群波长信息素更新的计算公式来更新这个指示参数,简化波长分配的过程.通过仿真,证明本算法能够达到节约波长资源,降低网络的阻塞率和波长分配代价的目的.     

适用于波长交换光网络（WSON）的波长旋转图模型设计

将网络虚拓扑链路及关联波长均匀分布到旋转球体的表面,建立了新型的波长交换光网络(WSON)的波长旋转图模型,并基于旋转图模型提出了路由波长分配(RWA)新策略及算法.仿真结果表明,每条链路的总波长数分别为4和8时,新策略算法的阻塞率平均降低5.03%和9.71%,资源利用率平均提高3.3%和1.54%.该模型用于解决具有波长转换能力的RWA问题效果明显.     

发光二极管光谱参数测试方法的研究

影响发光二极管（LED）颜色的光谱参数有：峰值波长、带宽、主波长和质心波长。峰值波长和带宽反映了LED发光的物理特性，主波长反映了LED发光的目视感觉，质心波长是LED的几何对称波长。用分光光度法和CCD器件测量LED的光谱参数，精度达1nm。用质心波长来估算主波长，误差小于3nm。     

A Comparison of Allocation Policies in Wavelength Routing Networks*

We consider wavelength routing networks with and without wavelength converters, and several wavelength allocation policies. Through numerical and simulation results we obtain upper and lower bounds on the blocking probabilities for two wavelength allocation policies that are most likely to be used in practice, namely, most-used and first-fit allocation. These bounds are the blocking probabilities obtained by the random wavelength allocation policy with either no converters or with converters at all nodes of the network. Furthermore, we demonstrate that using the most-used or first-fit policies gives an improvement on call blocking probabilities that is equivalent to employing converters at a number of nodes in a network with the random allocation policy. These results have been obtained for a wide range of loads for both single-path and general mesh topology networks. The main conclusion of our work is that the gains obtained by employing specialized and expensive hardware (namely, wavelength converters) can be realized cost-effectively by making more intelligent choices in software (namely, the wavelength allocation policy).     

半导体激光器的波长调谐和波长稳定技术

波长调谐和波长稳定的半导体激光器在光通信等实际应用领域有着重要而广泛的应用．本文评述了半导体激光器的波长调谐和波长稳定技术的几种方案，分析了其波长调谐和波长稳定的机理．     

波长重用的单跳星形WDM网络

波分复用（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｄｉｖｉｓｉｏｎｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ，ＷＤＭ）提供了充分利用光纤通信带宽的有效途径，但是ＷＤＭ中的独立波长数目十分有限，而普通的无源星形ＷＤＭ网络中每个时刻每个波长只能有一个用户发送信息，难以支持大量用户。为此，本文提出了一种新型的ＷＤＭ网络ＷＲＳＮ（ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈｒｅｕｓａｂｌｅｓｔａｒｎｅｔｗｏｒｋ）。在ＷＲＳＮ中每个时刻每个波长可以同时有两个用户发送信息。分析和模拟结果表明ＷＲＳＮ网络吞吐量高，分组时延小。具有很高的实用价值。     

波长路由WDM网络中"稀疏-部分"波长转换的建模与分析

分析稀疏-部分波长转换网络的结构,论证了该结构在获得优秀的阻塞性能同时,能显著地节省波长转换器的数目.     

激光波长探测技术的研究

激光波长是重要的技术参数,精确探测激光波长是激光告警发展的需要．分别介绍了光谱识别技术和相干识别技术的种类,通过对几种现有的激光波长探测原理的分析,总结了各探测技术的优缺点,并指出波长探测技术的发展方向。     

Optical Data Network Based on the Switchless Concept: Analysis and Dimensioning

The switchless all-optical network aims to provide a future single-layer, advanced transport architecture on a national scale. The single-hop, shared-access network employs time and wavelength agility (a WDMA/TDMA scheme), using fast tuneable transmitters and receivers, to set up individual customer connections through a single wavelength router, which is suitably replicated for resilience. While in a recent paper we reported the analysis and dimensioning of a switchless network assuming just the telephone traffic, we provide in this paper a new model, which contains innovative elements, and report original results assuming to deal with data traffic of two different types: constant bit rate (CBR) and variable bit rate (VBR). The innovation is based on the fact that the model considers more traffic flows with different traffic requirements (e.g., bandwidth, duration) as input to a group of time-slot connections on the same wavelength between two passive optical networks (PONs). We obtained analytical expressions of the main traffic characteristics (loss probability, throughput and overflowing traffic) both for the primary group of time-slots and for the secondary group of time-slots, to which the overflowing traffic streams enters.Moreover, we show that the innovative network structure, i.e., use of a passive wavelength router node (PWRN), works also perfectly with more different traffic streams.The analytical model presented in this paper has been compared with a simulation model. The comparison has revealed very good agreement. Relevant network cases are considered, and the dimensioning of the network in such cases is reported, in terms of the key network parameters, loss probability and throughput.     

DWDM系统中波长变换技术的实现

提出一种光电光波长变换的方法 ,对其设计和性能进行了介绍。该波长变换器满足 DWDM系统对波长稳定性的要求 ,并已成功地应用于已研制的波长间隔为 1 6nm的 WDM系统中。