半导体光放大器的光-光互作用及在全光信号处理中的应用(Ⅱ)

半导体光放大器(SOA)中非线性系数约为普通光纤的109倍,为光子晶体光纤的107倍.有4种光-光互作用,即交叉增益调制、交叉相位调制、交叉偏振调制和四波混频,可以灵活地组成各种光信号处理器件,如波长变换器、全光触发器、全光逻辑、全光时钟恢复、全光缓存器,正成为整个光信号处理的基础.介绍了这些技术的同时,分析当前应用的制约因素,指出半导体光放大器集成是下一步发展的必然趋势.     

基于半导体光放大器交叉增益调制的全光波长变换器啁啾特性分析

本文分析了基于半导体光放大器，交叉增益调制机理的全光波长变换器转换信号啁啾随探测光功率的增加而减小的原因，给出了设计最佳全光波长变换器的方法。     

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。     

基于级联半导体光放大器中交叉增益调制效应的新型全光逻辑与门

提出一种基于级联半导体光放大器(SOA)中的交叉增益调制(XGM)效应实现的全光逻辑与门新方案。该方案采用单端耦合半导体光放大器提高第一级半导体光放大器输出的消光比，合理控制第二级半导体光放大器的输入光功率，实现了两路2．5Gbit／s非归零(NRZ)信号的逻辑与运算。详细阐明了基于级联半导体光放大器的与门的工作原理和实验方案，分析了实验结果。根据实验结果，发现第一级半导体光放大器输出信号的消光比和信噪比对逻辑与运算结果影响较大，利用单端耦合半导体光放大器后能改善逻辑与运算结果，第二级半导体光放大器的输入抽运光功率对逻辑与运算输出的信号质量有较大的影响。合理控制这些因素，可以有效地提高该逻辑与门的输出特性。     

基于半导体光放大器的新型全光逻辑与门

为了实现基于半导体光放大器的全光逻辑与门,采用了在半导体光放大器构成的马赫-曾德尔干涉仪的基础上,注入外部连续光的方法.以半导体光放大器速率方程为基础,对设计方案进行了理论分析和仿真验证,取得了不同重复周期、不同脉冲宽度的光脉冲序列经过全光逻辑与门操作后的输出数据.结果表明,该方案能对传输速率为10Gbit/s或以下的信号进行正确与运算,同时,外光注入可以有效提高半导体光放大器信号处理速度.这一结果对基于半导体光放大器的全光逻辑的设计是有帮助的.     

全光加密A逻辑门的实验研究

针对光传输系统单波长信号全光加密的应用需求,基于流密码体制开展了光传输系统物理层全光加密技术的理论分析,设计了基于SOA-XGM(半导体光放大器-交叉增益调制)的全光A逻辑门的实验方案,并在实验室搭建了实验系统。实现了速率为10Gbit/s的A逻辑处理,分析了探测光信号功率、泵浦光信号功率和SOA注入电流等主要参数对逻辑门输出信号质量的影响,实现了明文光信号的全光加密。     

基于半导体光放大器的新型全光逻辑与门

为了实现基于半导体光放大器的全光逻辑与门,采用了在半导体光放大器构成的马赫-曾德尔干涉仪的基础上,注入外部连续光的方法。以半导体光放大器速率方程为基础,对设计方案进行了理论分析和仿真验证,取得了不同重复周期、不同脉冲宽度的光脉冲序列经过全光逻辑与门操作后的输出数据。结果表明,该方案能对传输速率为10Gbit/s或以下的信号进行正确与运算,同时,外光注入可以有效提高半导体光放大器信号处理速度。这一结果对基于半导体光放大器的全光逻辑的设计是有帮助的。     

基于SOA的XGM全光波长变换光信号啁啾效应分析

对于基于半导体光放大器 (SOA)交叉增益调制效应 (XGM )的全光波长变换 (AOWC)由于相位调制引起的变换光啁啾特性进行了系统分析 ,模拟了信号光功率、信号光脉宽、抽运电流和探测光功率对于变换光啁啾的影响 ,且变换光啁啾存在着码字序列依赖性。     

SOA-XGM全光波长变换器的特性分析

对基于半导体光放大器交叉增益调制实现的全光波长变换器的工作特性进行了分析，归纳了要取得较好的变换效果，应在输入信号光功率、波长、偏置电流、放大器腔体长度等方面作合理的选择，使输出信号的消光比、信噪比等指标符合要求。     

基于半导体光放大器的超快全光波长转换

本文介绍了在基于半导体光放大器的高岛速全光波长转换中的速度受限现象,以及导致速度受限的主要原因——半导体光放大器的载流子寿命．将国内外学者所采用的各种提高基于半导体光放大器的全光转换速度的主流方案归纳总结为三种类型,对其进行简要的阐述,并分别分析其优势及不足。     

全光波长转换技术

文章简要介绍了全光波长转换技术在WDM全光通信网中的作用；介绍了以半导体光放大器（SOA）为核心器件的几种全光波长的转换技术——利用SOA的交叉增益调制效应、交叉相位调制效应或SOA中的四波混频效应实现波长转换，分析了工作原理并介绍了研究进展情况。     

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。     

基于单端SOA波长转换器的消光比特性分析

对一种基于单端半导体光放大器(SOA)的交叉增益调制型(XGM)全光波长转换器结构建立了动态理论模型,以这个模型为基础分析了抽运光功率、探测光功率、剩余反射率、转换波长转换间隔、注入电流对转换后探测光的输出消光比的影响.结果表明,利用单端SOA实现波长转换比普通SOA实现波长转换将获得更好的输出消光比特性.     

全光纤锁模腔结构的全光时钟提取实验研究

分析并实验验证了一种全光纤锁模激光器结构的全光时钟提取方案。方案中,采用高非线性光纤(HNLF)替代传统结构中的半导体光放大器(SOA),利用光纤中的交叉相位调制(XPM)效应实现腔内的非线性调制,避免了以SOA作为非线性光调制器件的锁模激光器全光时钟提取方案中,由于载流子恢复时间较长从而限制工作速率的缺点,以达到突破"电子瓶颈"的目的。理论分析了光纤中交叉相位调制的特性以及环形锁模腔的时钟提取原理,并通过实验,从40Gbit/s的光归零码(RZ)信号中提取出了高质量的光信号时钟。该方案可以直接在更高速率条件下工作。     

基于半导体光放大器交叉增益调制的波长转换的理论分析

本文利用小信号理论模型分析了基于半导体光放大器交叉增益调制的波长转换 ,获得了波长转换效率的解析表达式。结果表明 ,波长转换的频带响应宽度受到光放大器驱动电流、波导中的光功率以及转换波长的影响。     

基于半导体光放大器的波长转换新方案研究

分别对基于半导体光放大器(SOA)的交叉相位调制(XPM)型和交叉增益调制(XGM)型波长转换器提出了改进的新方案。采用非对称的马赫-曾德干涉仪(MZI)结构,实现了速率为10 Gb/s转换范围达40nm的XPM波长转换;利用SOA中的交叉偏振调制(CPM)效应,在XGM波长转换器中引入偏振控制结构,大大改善了转换性能,并在同一个波长转换器中实现了正反相的波长转换。     

ROF系统中基于SOA非线性效应的光子上变频技术研究

在光载射频（ROF）系统中,为了将承载信息的光基带信号上变频到微波／毫米波波段,本文基于半导体光放大器（SOA）中的交叉增益调制（xGM）和交叉相位调制（XPM）效应实现了光子上变频：即实现了1．25Gb／s基带信号到30GHz的毫米波信号的转换。文中分析了SOA驱动电流的变化（50～200mA）和信号光与本振光波长间...     

全光波长转换器及其研究进展

实现全光波长转换主要利用四种非线性效应，交叉增益调制（XGM）、交叉相位调制（XPM）、四波混频（FWM）和差频（DFG）效应。根据所用非线性器件不同，分别介绍了基于这四种效应的全光波长转换器的基本原理，系统结构、特点和发展现状，每种波长转换器都有其不足之处，针对这一现实，重点介绍了国内外最新的全光波长转换方案，这些方案在一定程度上改进了原有波长转换器的性能，促进了全光波长转换器的实用化进程。