基于正三角型三芯光纤的波分解复用器

设计了基于正三角排列三芯光纤的新型波分解复用器,比起基于多芯光子晶体光纤的波分解复用器,该波分解复用器有着容易制作、且易于与常规光纤对接的优点。通过设计使两个非对称平行纤芯在某波长处的传播常数(或有效折射率)匹配,此时两个纤芯就可完全耦合,从而实现滤波。通过选择合适的光纤长度,使得在光纤的输出端,不同波长的光从不同的纤芯端口输出,从而实现波分解复用的功能。利用全矢量光束传播法仿真发现,长度为10.25 mm的正三角排列三芯光纤可以实现波长为1.31μm和1.55μm光波的解复用。     

基于液体选择填充光子晶体光纤的波分解复用器研究

设计了一种基于液体选择填充三芯光子晶体光纤的1.31/1.55um波分解复用器。中间为缺失一个空气孔的普通二氧化硅纤芯,左右两纤芯填充了不同折射率的液体材料。根据光纤的消逝场耦合的模式理论,不对称相邻波导存在波长相关耦合。不同填充折射率的两纤芯与中间纤芯分别耦合,构成两个不同响应波长的光滤波器。通过选择合适光纤长度,可实现不同波长光的分离。采用全矢量有限元法分析了光纤的传输特性,讨论了填充不同折射率液体时波导间的模式耦合,得到了其匹配波长与耦合长度。基于光束传播法仿真发现,长度为4.88 mm的光纤能实现1.31/1.55 um波长光的解复用。     

MMI型1.31／1.55umGaAs波分复用／解复用器的研制

利用多模波导的自镜像原理,分析设计了一种能直接与单模光纤相耦合的具有最小循环比的1031/1.55um波长的GaAs/G aAlAs波分复用／解复用器。该器件的输入、输出单模波导和SIE多模波导采用离散谱折射率法进行了优化设计,最后获得了当输入、输出单模波导宽为3um、SIE多模波导宽度和最佳耦合长度分别为18um和5602.8um时,该器件的1.31um和1.55um两个波长的隔离度均在70dB以上,且传输损耗小于0.1 dB.     

阵列波导光栅在光纤通信网络中的应用

基于集成光学的N×N阵列波导光栅(AWG)是波分复用传输网络最成功的光滤波器之一,是光子网络的关键基础元件,它可用于光信号的复用、解复用、光路上/下分插复用、光交叉连接,波长路由等。 波长N×N复用/解复用器 N×NAWG具有波长间隔小、信道数多、串音较低、输出平坦等特点,是较为理想的波分复用全光器件。该复用器由N个输入/输出波导,两个会聚的平板波导和在相邻波导之间路径长度差△L恒定的阵列波导构成。输入光射入第一个平板波导并激励阵列波导,光通过阵列波     

一种基于三芯光纤的模式复用器/解复用器的设计

提出了一种基于三芯光纤的模式复用器/解复用器,三个纤芯包括两个相同的单模纤芯和一个少模纤芯,在少模纤芯中写入长周期光纤光栅以实现单模纤芯中LP01模与少模纤芯中LP11模间的转换。同时从两个单模纤芯输入LP01模,能激发少模纤芯中两个简并的LP11,a模和LP11,b模。采用光束传播法分析了该模式复用器/解复用器的耦合特性及串扰。数值模拟结果显示,若以少模纤芯中LP11模输出能量大于-1dB的波长范围作为该模式复用器/解复用器的工作带宽,则能够达到23nm,并且少模纤芯中生成的其他模式的输出能量皆比LP11模的输出能量小-21dB以上。该模式复用器/解复用器能够实现对少模光纤的模式复用与解复用,并具有极低的串扰。     

光子晶体波导与微腔耦合的三通道波分复用器

为了实现对光波有效的选择输出,并且使光波的带宽很小,设计了微腔耦合的三通道波分复用器。对该器件采用时域有限差分法和微腔与波导间耦合模进行研究。首先,根据微腔选择不同频率的光波,设计光子晶体滤波器模型。然后,基于光子晶体耦合模理论,由定向耦合波导和一个高品质因子微腔构成的波分复用器。最后,为了提高输出光的透射效率,在波分复用结构的主波导的输出端,增加五个介质柱,形成一个反射层。实验结果表明:此结构能够通过微腔选择不同频率的光波,经过优化设计后的波分复用模型,光波的透射率得到了提高,波长λ=1.763μm的光波达到透射率将近90%。在光子晶体中取多个微腔可以选择输出更多波长的光波,所以这种结构在光子晶体集成器件的制作上有很好的应用前景。     

基于阵列波导光栅波分复用器的光交叉连接技术

分析了基于阵列波导光栅波分复用器的复用、解复用、波长路由功能的空间交换和波长交换光交叉连接节点的结构及其特点;由阵列波导光栅波分复用器输入与输出的矩阵变换关系,确定了空间交换和波长交换光交叉连接节点的波长路由关系,为实现节点波长传输路由的监控和管理提供了有效途径。     

基于二维分布阵列波导光栅的光波分复用器/解复用器

基于二维分布衍射光栅与平面波导概念,提出了基于二维分布阵列波导光栅的光波分复用器／解复用器。光波分复用器／解复用器利用二维衍射光栅的波长变化下光波的衍射路径由两个方向的色散值矢量合成决定这一特性,同时适当地控制其自由谱范围特性的设计,使其具有二维光波分分布特性,从而可以在输入和／或输出端设计二维输入／输出通道,大大增加波分复用与解复用的通道数的设计能力。对器件的特性与应用进行了讨论。     

基于阵列波导光栅波分复用器的光交叉连接技术

分析了基于阵列波导光栅波分复用器的复用、解复用、波长路由功能的空间交换和波长交换光交叉连接节点的结构及其特点；由阵列波导光栅波分复用器输入与输出的矩阵变换关系，确定了空间交换和波长交换光交叉连接节点的波长路由关系，为实现节点波长传输路由的监控和管理提供了有效途径。     

如何选择密集波分复用或粗波分复用？

波分复用(WDM)是把两个或多个不同波长的光载波信号(携带各种信息)在发送端经复用器(Multiplexer)汇合在一起．并耦合到光线路的同一根光纤中进行传输的技术；在接收端，经解复用器(Demultiplexer)将多个波长的光载波分离．然后由光接收机进一步处理以恢复原信号。这种在同一根光纤中同时传输两个或多个不同波长光信号的技术．称为波分复用。     

基于慢光效应的解波分复用器的设计与研究

为了设计一种基于正方晶格光子晶体波导的三端口解波分复用器,利用光子晶体的光子带隙特性和光在光子晶体慢光波导中的传输特性,并采用平面波展开法及时域有限差分法对解波分复用器的特性进行了理论分析,数值计算了解复用器的空间和光谱分布特性。结果表明,调整波导中与波导紧邻的第1排柱子的位置,使三部分波导中传输的慢光频率发生改变,通过合理的结构设计,利用慢光模式传输的特点将不同频率的光从不同的输出端输出,可实现解复用的目的。     

A Novel WDM Component Based on a Three-Core Photonic Crystal Fiber

A novel 1.31/1.55 $mu$ m wavelength-division demultiplexer based on a three-core photonic crystal fiber is proposed. The fiber is composed of a large central core and two up-doped cores with different core sizes. The large core is realized by the omission of seven airholes and the insertion of a down-doped rod in the center of fiber. The effective indexes of the two small cores are index matched with the large core at the wavelength of 1.31 and 1.55 $mu$m, respectively. Therefore, wavelength dependent coupling is realized in the three-core optical fiber. Numerical investigation demonstrates that crosstalk lower than ${-}30$ dB and polarization-dependent loss lower than 0.1 dB can be realized in one such fiber with a length of 22 mm.      

大长度高精度侧面研磨光纤关键技术及应用

自主研制了光纤轴向研磨厚度精确控制装置和电弧放电光纤研磨截面高精度抛光装置.通过高精度压电陶瓷PZT调节光纤侧面的研磨厚度,研磨精度达0.01 μm.通过定位传感器控制光纤的研磨长度,可实现长度大于100 mm的光纤侧面研磨.采用低热膨胀系数微晶玻璃作为研磨块.大大降低研磨损耗.微晶玻璃上刻制多个V型槽,可实现多光纤同时轴向研磨,极大地提高了光纤研磨效率.利用电弧放电所产生的高温将研磨光纤的表面进行熔化,从而有效消除研磨光纤表面的粗糙度,抑制微裂纹或凹坑造成的较大损耗.利用上述装置,可精确控制光纤侧面研磨厚度,为高精度双折射可控保偏光纤光栅、基于光纤光栅辅助耦合波分复用(WDM)下话路器等光器件的研究奠定了基础.     

Analysis of a tunable multichannel two-mode-interferencewavelength-division-multiplexer/demultiplexer

An integrated optical multichannel wavelength-division multiplexer/demultiplexer for a single-mode fiber system is investigated by the beam propagation method (BPM). Important wavelength characteristics of dual-channel two-mode-interference (TMI) multiplexer/demultiplexer waveguide with and without electrode are studied and general design guidelines for realizing multichannel multiplexer/demultiplexer are given. Design and simulation of four-channel TMI multiplexer/demultiplexer are discussed     

Tunable birefringent wavelength-division multiplexer/demultiplexer

A tunable wavelength-division multiplexer/demultiplexer, based on a polarisation-insensitive birefringent optical filter design, is described. The two channels of the device can each be tuned, with the channel separation adjustable over a wide range. Experiments with 6 to 30 nm laser channel separations have yielded optical crosstalk values of less than ?20 dB.     

1092 Channel 2-D Array Demultiplexer for Ultralarge Data Bandwidth

We demonstrate 1 x 1092 channel wavelength demultiplexing with 50-GHz channel pitch and a 600-nm total bandwidth. Outputs from 1 x 40 channel arrayed waveguide gratings operating with multiple orders enter a free-space optical grating demultiplexer which separates the orders into a 2-D spot array, where the light can be coupled into discrete output fibers or operated on by a surface normal device (i.e., microelectromechanical system switch or detector array). Supercontinuum source input from 1140 to 1750 nm produced a 28 times 39 spot array at the output plane. The insertion loss for light is coupled into a single mode fiber ranged from 7 to 18 dB with less than 10-dB loss in channels between 1300 and 1750 nm. Bit-error-rate measurements show a negligible 0.1-dB power penalty at 10 GB/s.     

Practical realization of a high density diode-coupled wavelengthdemultiplexer

The design, development, and optical performance of a novel demultiplexer in which a photodiode array replaces the array of fibers at the output is described. The prototype diode-coupler high-density wavelength demultiplexer has 16 channels with 4-nm channel spacing. Its optical performance, with respect to insertion loss, optical passband, total optical crosstalk, and polarization response and taking into account expected component and manufacturing tolerances is good. In particular, an optical passband between ±0.7 nm and ±0.9 nm can be tolerated without deterioration in performance, reducing the need for precise laser wavelength control. In addition, the diode leakage currents achieved, although relatively large, do not constitute a significant penalty in receiver sensitivity for applications at 560 Mb/s or higher, and the diode capacitance is very low. It is concluded that this is an attractive solution for high-density wavelength-division multiplexing     

两个光纤激光器的相位锁定及高相干功率输出

研究了两个光纤激光器的相位锁定及其相干输出。将两个光纤激光器的输出耦合进一个自成像共振腔,然后利用一个空间滤波器进行模式选择。自成像共振腔由两个焦距为8 mm的准直透镜、一个焦距为500 mm的傅里叶透镜和一个耦合输出镜组成。滤波器由两根20μm的铂金线组成,并放置在耦合输出镜面上。实验中,观测到光束截面图样具有高对比度的干涉条纹。输出镜反射率在50%和30%情况下,分析了单个激光器和激光器阵列的斜率效率。在总抽运功率为60 W时,获得了18.3 W的高相干功率输出。稳定的相位锁定是由于激光器阵列具有能适应光程长度变化的自调节过程。实验表明,利用该方法完全可以进一步提高相干输出功率。