基于F-P滤波器的多波长时钟提取

提出一种简单的全光单一链路的多波长时钟同时提取方案。利用Fabry-Perot(F-P)滤波器对波分复用(WDM)系统中多波长的归零(RZ)码信号进行时钟提取,滤波器后面接半导体光放大器(SOA)对F-P滤波器提取出的时钟进行整形处理,通过实验证实了用F-P滤波器对两路不同波长的10 Gbps信号时钟提取的可行性以及同一SOA同时处理双波长时钟的能力,两路提取时钟的单边带相位噪声分别达到-82.815和-83.072dBc/Hz@10 kHz。     

基于高精细度F-P滤波器的40Gb/s全光时钟提取

提出了一种基于高精细度Fabry-Perot(F-P)滤波器的全光时钟提取方案,并进行了实验验证。为了实现对信号波长无关的特性,系统利用光纤中交叉相位调制(XPM)效应对输入信号进行正码波长变换,使变换后的波长始终与F-P滤波器的透射峰精确对准。采用精细度为1 012的高精细度F-P滤波器提取时钟,并利用半导体光放大器(SDA)的自增益调制(SGM)效应进一步抑制时钟信号的低频噪声,保证了高质量的时钟输出。实验中,利用这种装置对40 Gb/s归零(RZ)码信号进行了时钟提取,得到了抖动为285 fs的高质量40 GHz时钟信号,验证了方案的可行性。     

用于应力传感的双芯光纤马赫-曾德尔干涉仪

将一根单模双芯光纤(TCF)熔接在两根单模光纤(SMF)间,实验制得双芯光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型梳状滤波器。用干涉原理分析了器件的传输谱相邻峰值的波长间隔与波长、TCF长度和两纤芯间有效折射率差的关系。结果表明,在滤波器梳状传输谱中的某中心波长处,相邻峰值的波长间隔与该中心波长的平方成正比,与TCF长度和两纤芯间有效折射率差的乘积成反比。实验检测了所制器件的应力特性,结果表明在轴向微应力的作用下,器件的传输谱向短波长方向移动,且微应力敏感度为-0.64 pm/με。     

基于晶体延迟干涉仪的20-Gb/sNRZ-DQPSK解调实验研究

光差分四相移键控(DQPSK)信号解调技术是相位调制光纤通信系统中的关键技术,本文利用钒酸钇(YVO4)晶体设计制作了2 bit延迟干涉仪(DI)作为DQPSK解调器。相对于传统的基于光纤结构的DI,用晶体材料制作的DI具有温度稳定性高的特点,其作为光DQPSK解调技术中的关键器件,具有广泛的应用前景。实验搭建了20 Gb/s光NRZ-DQPSK背靠背实验系统,并利用自主设计制作的DI成功实现了NRZ-DQPSK信号解调。实验结果与计算机仿真计算结果一致。     

基于SOA中FWM效应实现全光波长变换

基于半导体光放大器的四波混频FWM(Four—Wave Mixing)型波长变换技术发展前景最好，但由于半导体光放大器的自发辐射噪声，导致输出信噪比劣化。如果利用非线性精合波方程推导出变换光信噪比的表达式，分析影响信噪比的参数，对于一定的输入信号光，较大的泵浦光就有利于提高变换光信噪比，大的偏置电流和小的频差可以改善信噪比，对优化设计SOA—FWM波长变换器具有一定的参考价值。     

基于靶式和悬臂梁的FBG流量/温度同时测量研究

提出一种基于靶式结构和悬臂梁结合的新型流量/温度同时测量的光纤Bragg光栅(FBG)传感器。当流体流过传感器,流速的变化引起圆形靶产生应变,应变传递到等强度悬臂梁1上,进而引起粘贴其上的FBG1波长发生改变,而粘贴在悬臂梁2上的FBG2波长不发生改变;流体温度发生变化会引起FBG1、FBG2波长同时发生改变,且波长改变相同;通过测量两光栅的波长,得到流体的流量和温度。在水和蓖麻油实验得到:传感器的流量测量范围分别是400～2200cm3/s和700～1800cm3/s,温度测量范围是0～100℃。     

单泵浦光参量放大器增益波长相关性研究

考虑了高阶色散,利用泵浦波、信号波和闲频波耦合方程,推导出了高非线性光纤中信号增益的表达式。该文研究表明光参量放大器的增益与零色散波长附近的泵浦波的波长取值具有相关性。泵浦波波长与零色散波长的值相近时,可以得到较大的增益带宽和较高的增益。当泵浦波波长和零色散波长之差超过一定值时,带宽和增益就会变小。     

基于Si纳米线AWG的超紧凑单纤三向滤波器设计

采用绝缘层上Si(SOI)纳米线阵列波导光栅(AWG)结构设计了超紧凑光纤到户(FTTH)单纤三向滤波器。二维时域有限差分(2D-FDTD)模拟输出光场表明,3个波长光信号输出光场清晰,实现了1490 nm和1550nm下行波长的解复用和1310 nm波长的上传复用功能;进一步的输出功率模拟表明,当各波长信号输入功率为1 mW时,1490 nm端口输出功率为0.49 mW,1550 nm端口输出功率为0.49 mW,1310 nm上传信号功率为0.55 mW,相应的插入损耗分别约为-3.1、-3.1和-2.6 dB。各端口的串扰光功率可被抑制到-25.2 dBm以下,相应的串扰小于-22.6 dB。采用电子束(EB)光刻结合诱导耦合等离子干法(ICP-RIE)刻蚀,制备出了Si纳米线单纤三向滤波器,经红外CCD成像观察到器件具有3个波长的分波功能。     

W级中红外宽调谐光学参量振荡器的研究

报道了一个低阈值、宽调谐、中红外单谐振掺MgO的周期性极化LiNbO3(PPMgLN)晶体光学参量振荡器(OPO)。利用声光调Q的Nd:YVO4激光器作为泵浦源,采用外腔结构,在室温下实现了PPMgLN晶体的准相位匹配(QPM)OPO。OPO阈值仅为0.4 W(重复频率40 kHz,单脉冲能量10μJ,脉宽160 ns);在泵浦光为6.6W(重复频率40 kHz,脉冲能量165μJ,脉宽65 ns)、PPMgLN周期为30μm时,获得了1.13 W的3.61μm中红外脉冲激光输出,光-光转化效率达到17.1%,同时获得了880 mW的1.51μm信号光输出,并且通过改变晶体的周期,实现了闲频光3.13～4.19μm中红外宽带可调谐激光输出。重点讨论了闲频光的功率、调谐和脉冲特性以及功率稳定性问题。     

基于SOA-FWM的全光逻辑与门码型效应的抑制方法

全光逻辑门是光信号处理中的关键功能,半导体光放大器(SOA)因为具备体积小、工作波长范围宽、响应时间短及良好的非线性特性等优点,十分适合用来实现全光逻辑功能.利用SOA中的非线性效应(包括四波混频、交叉增益调制)实现了多种的全光逻辑门,如"与"、"或非"等.但是仿真结果表明,全光逻辑与门存在比较严重的码型效应,特别是输入信号中出现连"0"或连"1"的时候.码型效应是制约其性能的一个重要因素,所以通过让SOA始终工作在饱和状态,提出了一种抑制基于SOA-FWM的逻辑与门码型效应的方法.     

基于相位调制器倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信系统

提出并实验研究了一种基于光相位调制器(PM)倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信(RoF)系统。在中心站,通过28GHz射频(RF)信号驱动PM产生了56GHz光毫米波,并将下行的2.8Gb/s开关键控(OOK)信号调制到该光载波上,然后经过20km标准单模光纤(SSMF)传输至基站,最后由天线进行发射。用户终端接收后,采用相干解调恢复出基带信号。实验结果表明,56GHz光载毫米波信号经SSMF传输20km后其功率代价小于1dB,通过无线方式传输1.1m后其功率代价小于2.5dB。     

端面反射对SG-DBR激光器性能的影响

通过传输矩阵模型,理论研究了不同端面反射的存在对取样光栅分布Bragg反射(SG-DBR)镜以及集成半导体放大器(SOA)的SG-DBR镜反射谱的影响,进而研究了端面反射的存在对SG-DBR激光器以及集成SOA的激光器模式的影响,结果表明,端面反射的存在会使取样光栅的各级反射峰由1个分裂为2个甚至多个,并可能使边峰的强度高过零级峰,这将会严重恶化SG-DBR激光器及其集成SOA的激光器模式特性和调谐特性。理论分析与实验结果基本吻合。当端面的反射率小于0.01时,端面反射对于SG-DBR激光器的影响可以忽略不计。     

时频结合的OCDMA编/解码技术

基于多波长光纤光栅、超结构光纤光栅、可调谐声光滤波器和阵列波导光栅的时频结合的编/解码方案的结构及原理,分析其可调谐性及可集成,讨论时频结合的编/解码技术的应用前景.     

载波重用微波光纤矢量信号传输系统性能研究

提出了一种基于双边带(DSB)部分载波抑制调制(OCS)方式的微波光纤传输(ROF)系统结构,实现了矢量信号的传输以及调制方式由8PSK到QPSK的转换,并使用光纤Bragg光栅(FBG)实现了光载波的重新使用,降低了系统的成本。分析了实验原理并搭建了实验链路,在中心站,采用光OCS方案产生并倍频加载了携带有1 Mbps的8PSK矢量信号的5 GHz微波信号,实验结果表明,在基站,使用FBG实现光载波重用的同时,微波信号频率由5 GHz上转换为10 GHz,传输的矢量信号调制方式由8PSK变为QPSK。通过光谱可以看出,实验链路成功实现了50 GHz nm波矢量信号的产生和传输。     

Optical pulse compression using a nonlinear optical loop mirror constructed from dispersion decreasing fiber

A novel scheme to compress optical pulses is proposed and demonstrated numerically, which is based on a nonlinear optical loop mirror constructed from dispersion decreasing fiber (DDF). We show that, in contrast to the conventional soliton-effect pulse compression in which compressed pulses are always accompanied by pedestals and frequency chirps owning to nonlinear effects, the proposed scheme can completely suppress pulse pedestals and frequency chirps. Unlike the adiabatic compression technique in which DDF length must increase exponentially with input pulsewidth, the proposed scheme does not require adiabatic condition and therefore can be used to compress long pulses by using reasonable fiber lengths. For input pulses with peak powers higher than a threshold value, the compressed pulses can propagate like fundamental solitons. Furthermore, the scheme is fairly insensitive to small variations in the loop length and is more robust to higher-order nonlinear effects and initial frequency chirps than th     

电磁超声相控阵大功率高频激励源设计开发

为实现电磁超声相控阵在埋地钢质管道内超声波能量聚焦,增强管壁缺陷检测精确度,基于射频理论及DE类功率放大器技术,提出了一种电磁超声相控阵多通道大功率高频激励源设计方法.通过现场可编程门阵列(field-programmable gate array,FPGA)数字延迟方式对采样时钟进行精确控制,以实现激励源多通道脉冲序列时序和相位的延迟.采用光纤隔离脉冲信号以及电源隔离转换参考电位,有效解决了激励源高频"浮栅"驱动问题.研究了DE类功率放大器开关管和放大电路的工作特性,并基于Pspice软件建立了DE类功率放大器仿真模型,实现了对放大电路元件参数的优化和性能指标的验证.实验结果表明:设计开发的激励源能够实现1 ns延时精度的脉冲序列,当工作频率为1.1 MHz以及工作电压为300 V时,电磁超声阵元输出的交变电流峰峰值为20 A,输出功率为1.5 kW,从而满足电磁超声相控阵检测技术的要求.     

透明光网络耦合干扰系统实验研究

针对透明光网络交叉连接过程中交叉点易受干扰的问题,提出了耦合干扰的研究方法,模拟了合法信号和干扰源耦合的工作方式,分析了不同信号传输速率、不同干扰功率比耦合方式下干扰源对合法信号的影响,并量化了通信系统传输信号的质量.对此方法进行多次光网络通信系统实验验证后的结果表明,该方法有助于检查光网络通信系统是否存在干扰源,并可有效预防干扰源对合法信号的干扰.     

无线随钻测量地面解码系统及算法设计

针对目前国内油田无线随钻测量(measure while drilling,MWD)中多采用国外仪器的现状,研制了一套MWD地面解码系统,其硬件将防爆箱、地面采集箱集成在一起,作为MWD地面解码系统泥浆脉冲信号的数据采集单元.首先,地面解码算法采用了有限冲击响应(finite impulse response,FIR)数字滤波对泥浆脉冲信号进行去噪;然后,采用相关基值调整算法对去噪后的泥浆脉冲信号进行泵冲基值的消除;最后,对选取的三比特周期内曼彻斯特编码的泥浆脉冲信号波形形状进行了分析,将模糊聚类算法应用到了泥浆脉冲信号的识别上.现场实验结果表明:研制的装置能正确地对泥浆脉冲信号进行提取和识别,解码过程简单实用,具有可靠性高、误码率低等特点,符合工程应用的要求.     

低相干光干涉法测量光子晶体光纤延时

对相位敏感型低相干光干涉(OLCR)法延时测量系统进行了理论分析,建立了相关数学模型,搭建了基于非平衡迈克尔逊干涉仪的OLCR测量装置,以掺铒光纤放大器(EDFA)自发宽谱光作光源,对光子晶体光纤(PCF)延时(1540～1560nm)进行测量,取得0.14ps左右的测量精度。利用该系统测量光学元件参数,多采用元件末端面反射光与参考光干涉,但对光纤等器件的延时参数进行测量时,利用透射光会更加方便。