全光波长转换器噪声变换的小信号分析方法

本文利用小信号模型对基于半导体光放大器（SOA）交叉增益调制（XGM）波长转换器的噪声变换进行了理论分析和数据计算,结果表明,泵浦光功率和探测光功率的大小以及光放大器的增益对噪声变换有直接的影响,在适度的输入功率范围内,噪声得到了有效的抑制。     

适用于PolSK调制的FWM型全光波长转换器

文章提出了一种利用半导体光放大器(SOA)中的四波混频(FWM)效应、适用于偏振移位键控(PolSK)调制的全光波长转换器方案.注入的辅助光可以缩短SOA增益恢复时间,增大饱和功率,提高波长转换效率.通过数值模拟从理论上实现了这种全光波长转换器,研究了输入泵浦光、信号光和辅助光功率对全光波长转换器输出特性的影响.     

半导体光放大器增益特性对四波混频波长转换效率的影响

本文建立了包括增益压缩、增益波动的基于半导体光放大器四波混频波长转换的理论模型．讨论了泵浦光、信号光、转换光的增益差异以及增益压缩对波长转换的影响．结果表明,处在增益峰值的泵浦光和小的增益压缩率,有助波长转换效率的提高．     

光纤有线电视系统中掺铒光纤放大器的研制

成功地解决了ＣＡＴＶ光纤放大器的技术难点：（１）增益,噪声与泵浦功率的关系;（２）增益,噪声与掺铒光纤长度的关系;（３）增益,噪声与泵浦方式的关系。研制成功的ＣＡＴＶ光纤放大器具有输出功率大、增益高、噪声低和频带宽等特点,在输入光功率０￣＋６ｄＢｍ时,输出光功率１８ｄＢｍ,典型噪声系数４．６ｄＢ,小信号增益为３２ｄＢ,工作波长范围为１５４０￣１５６５ｎｍ。     

基于SOA全光波长变换的研究

利用Optisystem对基于半导体光放大器(SOA)全光波长变换进行模拟,找出了影响波长变换效率的因素.在成功模拟出波长变换的前提下,通过调整SOA的注入电流、半导体光放大器(SOA)腔长、泵浦波与信号波的频率差、泵浦波功率及耦合器衰减等参数的值,获得了最高变换效率为19.7dB的变换波.     

基于半导体光放大器四波混频波长转换的理论研究

本文对基于半导体光放大器四波混频效应的波长转换作了理论分析,得到了波开转换效率与半导体光放大器特性参数以及注入泵浦光功率等关系的解析表达式,通过数学模拟表明,波长转换效率受到泵浦光功率的饱和功率等参数的影响。本文结果将为波长转换器的合理设计提供了理论依据。     

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.     

增益调制型波长转换中信号光波长的选择

增益调制型波长转换中 ,为得到转换后信号最大的消光比 (ER) ,信号光波长应该比半导体光放大器 (SOA)的小信号增益峰值波长长。采用分段模型 ,考虑了SOA中增益谱的不对称性以及增益峰值波长随载流子密度的漂移 ,深入研究了信号光功率 ,ER ,参考光功率 ,波长以及SOA注入电流对选择信号光波长λpk ,s 以及消光比改善量的影响。模拟计算表明 ,信号光功率每增加 3dB ,λpk ,s 就需向长波长移动约 7nm。信号光ER增加、参考光功率增加以及SOA注入电流的增加 ,λpk ,s 需向短波长移动。消光比改善量随信号光功率和电流的增加而显著增加 ,随信号ER的增加而降低 ,但是参考光功率和波长变化时影响不大     

半导体光放大器的色散特性

半导体光放大器(SOA)是光信号处理的关键器件,其非线性过程是实现全光信号处理的基础,群速度色散(GVD)直接影响非线性效应的强弱。基于Kramers-Kronig关系,得到了SOA群速度色散与增益之间的关系,提出一种通过测量SOA的增益谱,得到群速度色散的简单易行的实验方法,在小信号输入条件下验证了该方法的可靠性。利用该方法,在1530~1610 nm波长范围内,测量得到SOA群速度色散比较平坦,而且随输入光功率和注入电流变化不大,增益峰值波长与零色散波长随注入电流增大而蓝移,随输入光功率增大而红移,且零色散波长大于增益峰值波长。     

交叉增益型波长转换器的实验研究

全光波长转换器是全光网络中的关键光电子器件.基于半导体光放大器的交叉增益型波长转换器具有结构简单容易实现、转换效率高、波长转换范围宽以及转换速率高的特点.文中在自行研制半导体光放大器的基础上,对交叉增益型波长转换器进行了实验研究.讨论了实现波长转换的基本原理,描述了实验系统结构,实现了速率为140Mbit/s的1315nm和1301nm之间的波长转换.研究了波长转换器泵浦光功率、探测光功率以及放大器注入电流转换效率、消光比和噪声特性的影响,研究结果与文献中报道的相同.研究表明,不同因素对不同指标的影响是相互制约的,要全面提高波长转换器的性能,必须折衷考虑各方面的因素.研究结果对半导体光放大器结构参数的优化和波长转换工作条件的优化有一定的指导作用.     

波分复用-光时分复用波长转换信号的消光比研究

对基于半导体光放大器(SOA)交叉增益调制(XGM)效应的全光波分复用一光时分复用(WDM—OTDM)转换后的两路时分复用输出信号的消光比(ER)特性进行了分析。研究了两路波分复用的输入抽运光和探测光的功率、波长、抽运光的消光比、数据速率以及半导体光放大器的偏置电流、腔长和模场限制因子对转换信号消光比的影响。模拟结果表明，增大抽运光输入功率，选择长波长抽运光，可以增加转换光相应信道消光比，但减小了相邻信道的输出消光比；增加抽运光消光比，可以提高转换光消光比，但各个信道增长幅度不同；减小探测光输入功率，选取短波长探测光波长，增加半导体光放大器的腔长和模场限制因子以及大的偏置电流可提高转换光消光比；对于两路或多路波分复用信号转换时分复用信号的过程中，一定要考虑转换光每个信道消光比的均衡。     

基于半导体光放大器的四波混频效应对正交频分复用光信号进行全光波长变换

实验研究了基于半导体光放大器(SOA)的四波混频(FWM)效应的单抽运光正交频分复用(OFDM)信号的波长变换系统.信号光源和抽运光源分别由两个不同输出波长的可调分布反馈式激光器(DFB-LD)产生.信号光源经2.5 Gb/s OFDM的电信号直接调制后再和抽运光源耦合,经光放大器后在SOA实现波长变换.实验结果显示,耦合信号经SOA四波混频效应后,产生新波长的信号光将携带OFDM信号,且转换效率与信号光和抽运光的功率、波长以及两者的偏振夹角有关.同时也测量了转换的OFDM信号的功率-误码曲线和接收星座图.     

Noise Transfer Characteristics in a Semiconductor Optical Amplifier With Application to Wavelength Conversion Based on a Delay Interferometer

A theoretical model is presented to analyze the noise transfer characteristics in a semiconductor optical amplifier (SOA) under the excitation of a noisy pump signal and a noise-free probe signal. An analytical expression is derived for the optical signal-to-noise ratio (OSNR) of the output probe signal from the SOA. The influence of the gain saturation of the SOA, and the pump and probe signal powers on the noise transfer characteristics is investigated. The noise transfer model is used to determine the output noise power of a delay interference wavelength converter. An analytical expression is obtained for the nonlinear phase change in the SOA, which determines the output power of the wavelength-converted signal. These results show that the noise transfer in the wavelength conversion can be suppressed by increasing the probe signal power, but that the improvement in the output signal OSNR relative to the input signal OSNR is accompanied by a reduction in the conversion efficiency. This fundamental tradeoff can be readily investigated during the design optimization process using the concise results derived in this paper.     

Characteristics of the Wavelength Converted Signal in Wavelength Conversion Based on Cross-Gain Modulation

An analytical theory describing the frequency chirp characteristics of the wavelength converted signal in wavelength conversion based on cross-gain modulation (XGM) in semiconductor optical amplifier (SOA) is derived. By computation, we can see that low input pump power, high probe power, small line-width enhancement factor and low unsaturated single-pass gain of the SOA are favorable for reducing the frequency chirp of the wavelength converted signal. The analytical results have significance in understanding and designing wavelength converters.     

基于掺锗光子晶体光纤的可调谐多波长转换器

为了提高光网络中波长资源的使用效率,利用光纤中瞬态受激拉曼散射效应分析理论,设计了一种基于掺锗光子晶体光纤的可调谐四通道波长转换器。由于受激拉曼散射效应的增益随信号光与探测光波长之间的频移量变化,波长转换器各个转换信道波长可由探测光波长调谐。分析了泵浦信号光输入功率对多波长转换器性能的影响,结果表明:随着输入泵浦功率的增大,多路波长转换器的转换性能更好。用OptiSystem对四通道可调谐波长转换进行仿真,结果表明:所设计的波长转换器能够同时实现四通道波长转换,各信道波长可在1 511~1 569nm进行调谐。     

Relative Intensity Noise Performance of Wavelength Converters Based on Four-Wave Mixing in Semiconductor Optical Amplifiers

We present a numerical and experimental study of the relative intensity noise (RIN) induced by the four-wave mixing (FWM) based wavelength conversion process in a semiconductor optical amplifier (SOA). The study is based on the RIN evaluation of the converted signal, under various operating conditions (input power levels and wavelength detuning) and input noise characteristics. A detailed numerical model is employed to simulate the FWM process, taking into account the amplified spontaneous emission (ASE) noise, the wavelength dependent gain, and the interaction of four waves in the SOA (two input waves and two product waves). It is shown that for low noise input signals, the output RIN is determined by the power levels of the pump and signal and the wavelength detuning. Operation under saturation allows reduction of the output RIN levels with respect to the input     

一种新的四波混频全光波长变换实验研究

优化设计半导体光纤环形激光器产生波长连续可调谐窄线宽的激光输出,可调谐范围为４０ｎｍ。利用半导体光放大器的非线性效应四波混频,实现了码速为２．５Ｇｂｉｔ／ｓＳＤＨ信号光的波长变换,向上变换８．２４ｎｍ,向下变换１９．４９ｎｍ。在实验中不需要外加泵浦光源。     

基于半导体光放大器临界激射状态的同相波长转换

基于半导体光放大器处于放大和激射之间的临界状态 ,实现了同相波长转换 ,转换后光信号与泵浦光信号有相同的比特系列 .运用放大器中存在的自发辐射光子诱发的受激辐射和入射信号光子诱发的受激辐射之间的竞争很好地解释了实验结果 .结果表明 ,此种波长转换结构简单、输出消光比不退化