全光伪随机码倍速关键技术

提出了基于太赫兹光非对称解复用器(TOAD)结构来实现全光伪随机码(PRBS)倍速中全光波长变换及全光或逻辑运算两项关键技术的方案。对TOAD结构的开关特性进行了理论与实验研究,并利用TOAD结构实现了10Gb/s速率的波长变换和全光或逻辑的仿真与实验。结果表明:继续减小控制脉冲宽度和开关窗口宽度,利用TOAD结构可以获得更高速率的波长变换和全光或逻辑运算;利用这两项关键技术,基于TOAD结构可实现PRBS倍速,获得更高速率的全光PRBS码流。     

全光超宽带正相和反相monocycle信号源的研究

基于半导体光放大器( SOA)中交叉增益调制(XGM)效应,同时全光实现超宽带(UWB)正相、反相高斯单边信号(monocycle).输出的monocycle脉冲只包含一个波长分量,在光纤传输过程中monocycle上下脉冲不会引入时间差.利用光通信系统软件OptiSystem对方案进行仿真,分析了光源波长对输出monocycle脉冲的影响,结果表明输出的monocycle脉冲具有对光源变化不敏感的优点.     

基于QD-SOA交叉相位调制全光逻辑或门啁啾特性的研究

利用马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder Interferometer,MZI)结构实现了基于量子点半导体光放大器(Quantum-Dot Semiconductor Optical Amplifier,QD-SOA)交叉相位调制(Cross-Phase Modulation,XPM)全光逻辑或门。变换光啁啾在一定程度上影响系统的传输性能与输出波形,通过求解跃迁速率方程,建立QD-SOA仿真模型,研究全光逻辑或门的啁啾特性,并仿真分析了有源区长度、背景光功率、脉冲宽度以及注入电流对啁啾的影响。结果表明:有源区长度设置在1.0~2.0 mm、背景光功率设置在小于0 dBm、脉冲宽度设置在1.0 ps左右,QD-SOA-XPM全光逻辑或门的性能较好。     

基于PPLN波导的全光普通4线——2线编码器研究

全光逻辑与全光运算是全光网中的关键技术,目前全光逻辑运算器件不全,为了扩展逻辑运算器件在全光领域的应用,笔者在另一篇论文中提出了基于PPLN波导的全光普通4线-2线编码器的设计方案,该方案利用五个PPLN波导前后级联最终实现普通4线-2线编码器两路输出信号的逻辑。文章主要对该设计方案进行了数值计算和仿真,得到了各路信号波形和眼图,计算了消光比,对比了脉冲宽度和峰值功率延迟时间。从仿真波形和计算结果来看,全光普通4线-2线编码器的设计方案能实现全光普通4线-2线编码器的逻辑功能,且质量较好,延拓了全光逻辑运算器件的思路,为研究新型全光逻辑运算器件提供参考。     

基于PolSK调制格式的FWM型全光比较器

文章提出了一种利用偏振移位键控(PolSK)信号光,基于半导体光放大器(SOA)中的四波混频(FWM)效应的超快全光比较器方案.该方案由于采用了功率恒定的PolSK信号光,可以消除SOA中的码型效应.通过数值模拟,研究了两输入信号光功率、SOA注入电流以及有源区长度对超快全光比较器输出特性的影响.     

基于PPLN波导的全光4线-2线优先编码器

全光网要在光域上实现信息的传输以及路由的交 换,需要依靠全光逻辑器件来完成。但是由于已实 现的全光逻辑器件功能较为单一,使得全光分组交换技术无法达到实用阶段。为开拓新的全 光逻辑运算功 能,在PPLN波导的和频+差频效应(SFG+DFG)基础上,提出了全光4线-2线优先编码器设计 方案。首 先根据PPLN波导的全光逻辑运算原理,分析4线-2线优先编码器的逻辑表达式,然后利用一 个PPLN波 导实现4线-2线优先编码器的高位输出,利用两个PPLN波导级联实现4线-2线优先编码器的 低位输出。 通过数值仿真得到信号波形和眼图,计算了消光比、脉冲宽度、半高全宽和峰值功率延迟时 间,分析结果 表明,本方案能在光域实现4线-2线优 先编码器的逻辑功能,且输出信号质量较好,扩展了 PPLN波导在全光逻辑信号处理方面的能力。     

一种电流模式多输入可控PWM比较器设计

提出了一种用于PWM(Pulse Width Modulation)控制器的比较器输出电路的设计,该电路基于电流模式控制,能够同时对三路输入信号进行比较输出并对输出信号进行锁存。为了在PWM控制电路启动的时候让输出脉冲占空比从小到大逐渐变化,比较器电路设计采用了一个反相输入端,两个同相输入端,其中一个同相输入端控制PWM比较器是否产生输出信号,从而可以降低开关频率,对PWM控制电路起到保护作用。仿真和测试结果显示该比较器能有效地控制PWM输出,并且占空比范围宽、延迟时间短。     

基于非线性光纤环形镜的二光平信号全光分离器

非线性光纤环形镜(NOLM)在不同抽运条件下具有不同的连续波开关特性,当单抽运NOLM在抽运峰值功率大于开关阈值功率时具有反转抽运脉冲峰的特点,在抽运脉冲上升与下降沿处各产生一个脉冲输出;当使用双脉冲抽运在两抽运脉冲除峰值功率和波长不同外其他参数一致时,透射输出由两个脉冲的峰值功率差决定,具有脉冲峰值功率比较作用。基于NOLM的这两个特性设计了全光分离两光功率水平信号的方案。利用光子学仿真软件进行了数值仿真,结果显示二光平信号被成功分离,并分别加载到不同波长上。实现了高功率级无基座脉冲输出,表明该方案也具有消除脉冲基座的能力。     

基于太赫兹光非对称解复用器的全光倍频技术

太赫兹光非对称解复用器(TOAD)是一种全光信号处理领域中常用的器件,其具有响应速度快、可集成、稳定性好等优点。本文提出了一种基于TOAD的全光时钟倍频技术方案。通过模型仿真,模拟对TOAD输入直流光,在时钟脉冲前后沿附近会产生双峰输出现象,以此来分析TOAD的开关特性,研究了控制光能量、开关窗口大小、半导体光放大器增益恢复时间等因素对双峰输出特性的影响。对光时钟信号进行了全光二倍频、三倍频和四倍频的仿真,从频谱上观察,倍频准确,并且在实验上实现了200 Mb/s和1 Gb/s时钟的全光二倍频,与仿真结果相符。     

基于NOLM的二元信号功率均衡器研究

为了全光处理具有固定功率差异光信号,本文在详细分析非线性光纤环形镜(NOLM)受不同泵浦作用时输出特点的基础上,设计了将二元功率光信号进行幅度直接均衡的方案.利用光子学仿真软件进行了数值实验,结果显示二元信号经幅度均衡后的输出功率由均衡器输出级探测波功率直接确定,输出脉冲无波长改变,且幅度抖动小.输出脉冲无基座表明该方...     

High-speed, highly sensitive OEIC using clocked vertical BJT'sphotoDarlington in CMOS technology

A novel CMOS synchronized photoreceiver is proposed for conversion of optical input pulses to digital output signals. The photoreceiver circuit consists of a photoDarlington used as a detector of input light followed by a current-mirror comparator used as a converter to electronic signals. A combination of two p-n-p vertical CMOS bipolar junction transistors controlled by an external clock is designed to achieve the first clocked photoDarlington structure. The generated photocurrent is amplified and digitized by the current-mirror comparator in a return to-zero format. The synchronized photoreceiver has been implemented in a standard digital 0.7 μm, 5 V n-well CMOS technology with an effective area of 100×60 μm². It was measured to operate at 100 MHz with an external input light of 13.3 fJ/pulse (-18.8 dBm/beam)     

光脉冲光纤周期复制技术研究

针对常用的多路高速光脉冲复制系统可能的实现形式进行了研究,根据各种应用中所需的插入损耗、输出脉冲周期性与功率稳定性等性能要求,对多种光纤光脉冲复制结构的特点进行了分析比较.通过对各种结构的输出脉冲功率、周期性及其影响因素的理论分析,论述了使各种结构的输出脉冲优化的可能性与方法.指出了有源循环式光纤延迟脉冲复制器适合于产生重复周期准确、输出功率大的光脉冲序列.     

10 GHz超低抖动光短脉冲源

报道了一种新型的重复频率为10 GHz,脉宽为5.3 ps,抖动为184 fs的高稳定光短脉冲源.将大信号调制半导体激光器产生的10 GHz光脉冲,先送入LiNbO3电光相位调制器增强负啁啾,并使光谱进一步展宽,再通过色散补偿光纤(DCF)压缩脉冲啁啾,可得到光短脉冲.由于大信号调制激光器输出的光脉冲本身具有负啁啾,而通过相位调制器的光脉冲在不同的时间间隔内既有正啁啾也有负啁啾,通过适当调整进入相位调制器的光脉冲时延,使其通过相位调制器后累加产生更大的负啁啾,再利用正色散光纤压缩啁啾,从而得到低抖动且无基座的光短脉冲.     

从非均匀分布的信号脉冲中提取基频时钟脉冲

提出从接收到的光信号脉冲串中提取光基频时钟的方案。此方案的要点是 :首先在光脉冲的复用过程中人为地使复用后相邻码的时间间隔不相等 ,即复用为非均匀码。其次 ,在接收端利用光纤环形锁模激光器提取与复用前原信号同频率的时钟脉冲。实验的初步结果及理论分析表明所提出的时钟提取方案是可行的。     

基于SOA的交叉相位调制生成UWB信号的研究

超宽带信号(UWB)的光学生成技术是光载超宽带通信系统(UWB-over-fiber)的关键技术,半导体光放大器(SOA)的非线性特征在全光信号处理中有着广泛的应用。提出基于SOA的交叉相位调制(XPM)效应的UWB的光学生成方法。该方法首先利用SOA的XPM实现高功率的高斯泵浦光和低功率的直流探测光的XPM,然后利用光学滤波器对探测光进行鉴频,实现相位调制到强度调制的转换,从而获得单周期UWB信号。提出了采用光带通滤波器和波分复用器对探测光进行鉴频的两种方法,获得中心频率分别为5.15GHz和5.05GHz,相对带宽分别为150%和149%的UWB信号,符合FCC标准。     

带内多波长光标记分组交换技术的研究

介绍了一种带内多波长光标记分组交换技术。在这种光交换中,光信头由若干个与光载荷处于同一通信信道内的具有不同波长值的光脉冲构成。探讨了包括信头产生和光分组形成部分的光发射机技术,包括数据恢复的接收机技术和包括路由处理的光交换节点技术。一个简化的实验演示了这种光交换的原理。     

Ultrafast photonic ATM switch with optical output buffers

An ultrafast photonic asynchronous transfer mode (ATM) (ULPHA) switch based on a time-division broadcast-and-select network with optical output buffers is presented. The ULPHA switch has an ultra-high throughput and excellent traffic characteristics, since it utilizes ultrashort optical pulses for cell signals and avoids cell contentions by novel optical output buffers. Feasibility studies show that an 80×80 ULPHA switch with 1-Gb/s input/output is possible by applying the present technology, and that more than 1 Tb/s is possible by making a three-stage network using such switches. As an experimental demonstration, 4-bit 40-Gb/s optical cells were generated and certain cells were selected at an output on a self-routing basis. With its high throughput and excellent traffic considerations, the ULPHA switch is a strong candidate for a future large-capacity optical switching node     

光时分复用超高速光通信技术

介绍光时分复用超高速光通信系统的构成及近来国外发展趋势重点介绍构成ＯＴＤＭ超高速光通信系统的关键技术；超短光脉冲发生技术，全光时分复用／去复用技术，光定时提取技术等。     

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。     

用于光纤CDMA的超短光脉冲源特性分析

超短光脉冲的产生是光纤ＣＤＭＡ通信的关键技术之一。本文采用半导体激光器多模速率方程模型,分析了增益开关半导体激光器的输出特性,对激光器的本征参数、工作条件与超光脉冲输出特性的关系进行了探讨：也研究了获得取最佳输出特性的条件,可通过控制偏置电汉来调节光脉宽,且在最佳偏置电汉下对市制电流脉宽有一定的宽容度。