基于周期极化反转铌酸锂光波导的全光信号处理

利用周期极化反转铌酸锂(PPLN)光波导中和频(SFG)、级联倍频(SHG)和差频(DFG)、级联和频与差频等二阶和级联二阶非线性效应,提出并理论研究了基于单个PPLN光波导实现40 Gbit/s全光半加器、半减器、与门、或门、异或门等多种逻辑功能.提出并理论研究了基于PPLN光波导环形镜结构实现非归零码(NRZ)到归零码(RZ)的全光码型转换.实验验证了10 Gbit/s和20 Gbit/s基于PPLN光波导NRZ到RZ的全光码型转换.     

基于铌酸锂光波导的全光波长转换

研究了双脉冲泵浦情况下,在准相位匹配(QPM)的周期性极化反转的铌酸锂光波导(PPLN)中,基于级联二阶非线性效应--和频与差频效应(SFG DFG)的全光波长转换.推导了描述SFG DFG波长转换的理论模型.通过数值模拟,研究了波长转换过程,观察到脉冲传播过程中出现了走离效应与脉冲展宽.研究了器件长度、信号波长、脉宽等参数对波长转换效率的影响.     

准相位匹配LiNbO3波导全光波长变换的理论研究

对周期性极化LiNbO3(PPLN)光波导实现准相位匹配全光波长变换进行了理论研究,得出了提高准相位匹配和全频光波长变换效率的有效途径,为准相位匹配全光波长变换器的研制提供了理论指导。     

基于和频效应1.5 μm波段新型高速全光波长转换器

基于周期极化反转铌酸锂(PPLN)光波导的和频(SFG)二阶非线性效应,提出并实验验证了1.5-μm波段信号光到抽运光的高速全光波长转换。输入信号光采用重复频率为40 GHz,脉宽为1.57 ps的皮秒脉冲或是40 Gbit/s的非归零(NRZ)码信号,输入抽运光为连续光,输出抽运光变为脉冲光,并且是输入信号光的反向波长转换。     

基于PPLN光波导的全光波长转换技术

文章从理论和实验两方面论述了一种新颖的基于无源光波导的级联二阶非线性效应型全光波长转换(AOWC)技术，采用50mm长的周期域反转LiNBO3(PPLN)光波导，实现了在1．55μm波段的超过70nm的波长转换带灾，并验证了其多波长信道同时转换的能力。     

基于PPLN波导的全光译码器的设计与研究

随着互联网的发展,网络数据流量极速增长,全光网(AON)概念的提出有利于解决可用带宽受限、信号传输速率较低等问题。其中,全光逻辑信号处理为AON的重要组成部分。根据周期性极化铌酸锂(PPLN)波导的二阶非线性效应原理,将产生的输出信号连续送入不同的PPLN波导进行叠加处理,设计出全光2线-4线译码器的波导级联结构,通过数值计算仿真得到了波形图和眼图,分析了全光2线-4线译码器输出信号的半高全宽(FWHM)、峰值功率、延迟时间和消光比。仿真结果表明:采用PPLN波导级联的方式实现了2线-4线译码器在光域中的逻辑功能,同时保证了光信号的传输质量,为PPLN波导的全光信号处理提供了新的器件类型。     

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。     

新型二阶非线性材料PPLN在光纤通信技术中的应用

周期性畴反转铌酸锂(PPLN)作为一种采用准相位匹配技术的新型光学二阶非线性材料,因其可以具有较高的光学非线性,从而使一批新型非线性全光处理技术在光通信系统中的应用成为可能,并成为当前全光网络研究中的热点之一.基于此,文章综述了近年来利用PPLN材料实现全光波长转换、色散补偿等技术的新方法和其发展趋势.     

一种高效中红外差频转换用MgO∶PPLN脊波导的设计

针对退火质子交换(APE)MgO∶PPLN波导在中红外差频转换过程中存在模场约束能力弱、模场重叠因子小等问题,提出一种基于反质子交换(RPE)工艺的高效MgO∶PPLN脊波导的设计新方法.采用RPE工艺,使波导区域折射率呈对称分布,有效调控基频光和闲频光模场分布,提高模场重叠因子.仿真结果显示,相比于APE MgO∶PPLN脊波导,该新型脊波导可将基频光和闲频光的基模模场调控至波导中部区域,模场重叠因子由0.271 4μm-1提高至0.461 4μm-1,相应的中红外差频转换效率提高了2.98倍.     

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。     

基于光相位信号延时自相干的相位信息高速实时取样系统

提出了一种基于光相位信号自相干的高速光相位实时取样方案。利用时延为10ps的延时干涉仪(DI),将待测光信号的相位信息转换为强度信息;再在高非线性光纤(HNLF)中,利用四波混频(FWM)效应对强度信号进行取样。在接收端,利用不同中心波长的光滤波器(OBPF)即可滤出不同时间点的取样信号,从而在光域同时完成高速光相位信息的实时取样和取样信号的串-并转换。本文方案具有成本低、对测信号码率和波长不敏感的优点。实验中,对9GHz正弦调制以及10Gb/s非归零码调制的光相位信号实现了100G/s的高速实时取样系统,并转换为10路10G/s取样信号输出,最终恢复取样光信号的相位波形。     

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.     

基于SOA交叉增益调制的2.5Gbit/s NRZ码全光波长转换实验研究

基于SOA交叉增益调制效应(XGM)进行了2.5Gbit/s 31位非归零(NRZ)伪随机码的全光波长转换实验,分析了该方案下转换信号的消光比、信噪比、平均功率与输入连续光、信号光功率、波长的关系.实验中转换信号的光信噪比可达40dB以上,消光比和信噪比均大于10dB,符合ITU-T G.691标准.信号波长向下转换间距可达60nm,是目前基于SOA中的XGM效应进行波长转换获得的最大的波长间距.     

ROF系统中基于四波混频的全光波长变换的研究

理论分析了基于四波混频(FWM)实现ROF(光载射频系统)全光波长变换.在分析基于高非线性光纤中FWM效应实现全光波长转换的基础上,指出影响转换效率的主要因素,讨论了提高转换效率的几种方法,采用提高非线性系数、光纤长度、调整泵浦光的功率以及信号光和泵浦光偏振方向之间的关系可以有效地提高基于FWM的波长变换效率,从而为在ROF系统中高效实现波长变换技术提供了依据.同时通过仿真实验,验证了已有的理论分析.     

光纤耦合周期极化铌酸锂薄膜波导器件的研究

对硅基周期极化铌酸锂(PPLN)薄膜脊形波导进行了理论分析，并使用有限元软件模拟了25℃下泵浦波长为1560 nm的PPLN脊形波导的准相位匹配(QPM)周期与波导脊高和脊宽的关系。仿真结果表明，在相同脊宽(10μm)或脊高(10μm)下，PPLN脊形波导的QPM周期随着脊高或脊宽的增加而增大，最后趋于常数(即块状PPLN的QPM周期)。进一步模拟了在脊高和脊宽维持不变的情况下，PPLN脊形波导的QPM周期与温度之间的关系。结果表明，随着温度的增加，PPLN脊形波导的QPM周期逐渐减小，并且温度每升高1℃，QPM周期减小约3 nm。根据仿真结果制作了硅基片上集成PPLN脊形波导器件，将其封装成小体积的光纤入光纤出的波导，并测试了性能。当温度为24.8℃、1560 nm基频光输入功率为1.2 W时，最大输出653 m W的倍频光，光光转换效率达54.4%，归一化转换效率为20.2%·W^-1·cm^-2。     

光纤参量放大器技术及其最新进展

介绍和论述了一种非常有实用前景的基于光纤非线性效应的光参量放大器(OPA)及其最新技术进展．最新发展揭示了它的很多技术特性优于传统的掺铒光纤放大器(EDFA)、半导体光放大器(SOA)和近年来很热门的光纤拉曼放大器(FRA)，如对信号的调制形式、比特率的完全透明性、相位共轭、超宽的增益带宽、很低的噪声指数和具备优异的全光波长转换功能．     

基于硫系光纤交叉相位调制的波长转换研究

全光波长转换器(AOWC)是全光通信网络的关 键器件,它是实现光波长路由的必要手段。本文提出了一种 基于硫系光纤交叉相位调制的波长转换方案。将信号光和探测光同时输入普通硫系光纤产生 XPM,然后用光带通滤波器(BPF) 滤得转换光的单个边带,从而实现相位-强度转换,还原出数字信号。本文详细分析了系统 的工作原理,并通过仿真,验证了 方案的可行性。该方案只需1m长度的光纤就能产生显著的XPM,对输入光信号峰值功率的要 求低,信号光可由40 Gb/s的归 零码数字信号驱动MZM调制获得,而不需要特殊的高功率超短脉冲激光。波长在1550 nm处的转换光信号眼图性能良好, 与原始信号相比,只有大约1dB的功率代价。该系统的波长转换的距离可达25 nm。该方案实现简单,不需要因为色散对硫 系光纤做特殊处理,适合于高速光传输系统,具有极大的应用前景。     

基于正常色散硫系波导的宽可调谐中红外频谱转换

中红外-近红外频谱转换是实现诸多中红外波段应用的重要技术,转换效率和调谐范围通常由于泵浦-信号频率失谐量大而受限.提出一种新型As2Se3硫系光波导,通过色散调控对波导结构进行优化设计,使光波导在2 μm波长附近具有正常群速度色散及负的四阶色散,达到泵浦-信号频率失谐量大的四波混频过程的相位匹配.研究了该波导的中红外-...     

基于PPLN波导全光频率转换技术的研究

围绕全光频率转换技术,简要叙述了基于PPLN波导二阶非线性效应实现的全光频率转换技术的原理及其在全光网中的应用,最后对其发展前景做了展望。     

增益调制型波长转换器消光比均衡的研究

利用半导体光放大器 (SOA)中交叉增益调制 (XGM)效应成功地实现了 62 2 Mb/ s和 2 .5Gb/ s信号的波长转换。对波长上 /下转换性能的研究表明 ,使用增益峰值波长比信号波长长的SOA可以有效地实现上 /下转换效率和消光比均衡 ,从而使这种类型的波长转换器在波分复用器(WDM)全光网中获得更大的应用