具有级联增益光纤的增益平坦喇曼光纤放大器

宽带业务的增长和DWDM技术的发展,迫切需要更宽增益的全光放大器。本文提出了一种新的宽带FRA增益平坦化的补偿理论和设计方法。通过构造增益补偿光纤实现FRA增益平坦化,给出了补偿光纤增益系数曲线的轮廓及计算方法。并以掺锗光纤为例仿真设计了增益平坦光纤放大器,为FRA增益平坦化提供了一种新的技术途径。     

不同材料光纤级联RFA增益谱的平坦化

讨论不同材料光纤级联拉曼光纤放大器(Raman Fiber Amplifier,RFA)增益谱平坦化技术,对把耦合波方程解析解直接应用在不同材料光纤级联中的方法提出一种改进,即将受激拉曼散射耦合波方程解析解的化简形式具体应用到普通石英光纤和掺磷石英光纤级联中,使输出端得到一个固定的功率输出值,从而实现信号光增益谱的平坦化。仿真结果表明,根据改进方法所设计的放大器增益平坦度高,信号光功率增益大,可实现不同材料光纤级联RFA增益的平坦化。     

单根光栅箝制的L-band掺铒光纤放大器模拟

针对波分复用系统要求掺铒光纤放大器(EDFA)必须具备增益锁定功能,提出采用单根光纤光栅的方法来箝制L-band EDFA的增益.基于考虑自发辐射噪声(ASE)的Giles模型,建立了EDFA的全光增益箝制理论模型.系统分析了四种可能的光路结构、泵浦波长、光纤光栅反射波长和反射率、泵浦功率以及掺铒光纤长度等参量对箝制特性的影响.最后给出一组使EDFA在箝制增益的同时保持增益谱平坦的最佳结构和放大器参量.     

具有色散补偿功能的Raman光纤光放大器(英文)

光纤损耗和色度色散是限制高速光纤系统传输容量的两个主要因素。损耗导致光在光纤中的衰减,传输一定距离后需要放大;而色度色散引起脉冲展宽,长距离传输需要色散补偿或采用其它色散管理手段。利用色散补偿光纤既可以进行色散补偿,又能作为喇曼光放大器增益介质使用的特点,分别测量了光纤的色散特性和喇曼增益特性,设计了通过色散补偿光纤同时进行色散补偿和喇曼光放大的系统方案,实验结果表明50公里单模光纤的色散和损耗(约10dB)可以通过采用5.6公里色散补偿光纤、具有12dB增益的Raman光放大器完全补偿。     

不等线性衰减系数时的SRS分析理论

为了准确描述受激喇曼散射效应(SRS)对波分复用石英光纤通信系统的影响,基于石英光纤喇曼增益谱可以拟合为直线的特点,给出不等线性衰减系数时的N-波道前向稳态SRS耦合方程的形式解,并分情况对该形式解进行讨论,得出一些特解。所得结果能很好地验证关于等线性衰减系数时的已有研究,并为光纤喇曼放大器的设计及运用数值方法研究波分复用石英光纤通信系统中的SRS效应提供参考。     

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。     

全光波长转换器的研究进展

根据所用非线性器件不同,分别阐述了基于四种效应的全光波长转换器的基本原理、特点和发展现状。同时介绍了国内外最新的全光波长转换方案和改进的算法。     

大气中N_2的受激喇曼散射

大气中的受激喇曼散射(SRS)作为强激光大气传播的非线性效应之一,在当前日益引起人们的重视和关注。本文在SRS理论的基础上,较为全面地分析和讨论了大气中的N_2的SRS及其对强激光传播的影响,计算了在几种不同波长情况下,大气中N_2的SRS增益系数、阈值强度和转换效率,同时就瞬态效应的影响进行了初步的分析和计算,得到有意义的数值结果。     

宽带光纤喇曼波长转换器的可调谐研究

提出基于光纤中受激喇曼散射效应实现可调谐波长转换的理论方法,并利用光纤中受激喇曼散射效应的瞬态耦合波方程,给出光纤喇曼波长转换可调谐范围的理论值。仿真实验显示在喇曼增益达到最大时,系统的误码率最小,转换信号质量最优,波长转换的可调谐范围约为74.8nm,可实现跨波段的波长转换,结果说明所提理论方法可行。     

WDM网络中一种新的波长分配算法

文章研究了波分复用(WDM)光网络中动态业务下的波长分配问题,在无波长转换器的条件下提出了一种新的波长选择算法。该算法在支持多优先级的动态门限法的基础上,通过延后使用资源较少的链路上的波长以减小阻塞率。仿真结果说明了该算法的有效性。     

基于级联和频+差频效应的平坦带宽波长转换器

针对改善波长转换器转换特性的问题,研究了周期极化铌酸锂晶体中采用分段准相位匹配光栅结构对基于级联和频+差频效应的波长转换器特性的影响.对于单通和双通构型,增加段数,并优化设计每段的极化周期,可以同时获得高转换效率、大转换带宽和较好的平坦性.在相同条件下,双通构型波长转换器的转换效率和平坦性较好,但转换带宽比单通构型稍差.与采用位移泵浦光的波长提高平坦性的方法相比,利用分段准相位匹配光栅结构能够获得几乎相同的平坦性,但转换效率和转换带宽却比泵浦光波长位移法好.此外,研究了晶体长度对基于分段准相位匹配光栅结构波长转换器特性的影响.     

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。如果利用非线性耦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。     

正交型频率交替采样与重构方法研究

在频率维度对信号进行并行多通道的交替采样是提高系统采样率的一种重要手段,且每个通道均需要设计独立的模拟采样滤波器和数字重构滤波器以实现信号的分离获取及无失真恢复,结构及算法的复杂程度都偏高。该文提出一种基于正交变频的频率交替采样与重构方法,采样过程将输入信号划分为若干个子信道,利用正交下变频和采样滤波器将RF/IF信道分别搬移至基带并完成量化转换;重构过程则利用数字上变频变换将各信道恢复至其原有的载频位置并合成输出以恢复原始信号。该方法总体仅需在满足完美重构条件的前提下设计一个模拟采样滤波器和一个数字重构滤波器,实现简便。最后,通过实验验证对正交变频型频率交替采样与重构方法的有效性进行了阐述。     

用于同步整流的周期性变结构波形整形理论

为了解决某些DC/DC变换器由于存在同步整流驱动死区而使变换效率低下的问题，提出了周期性变结构整形理论. 利用辅助的二极管和开关管对同步整流驱动电路结构进行切换，使之在一个周期内工作于不同的基本变换电路之间，从 而得到理想的同步整流驱动波形.利用周期性变结构整形理论完整地解释了一种现有的电荷自维持电路，并且构造出了一 系列新颖的周期性变结构整形电路.对一个36~75 V输入，5 V/10 A输出，采用周期性变结构整形电路的样机进行了实验 ，结果表明由上述理论所构造出的电路可以消除同步整流的驱动死区，提高变换效率.     

电磁场时域解的差分-谱混合方法

经典的时域有限差分方法由于受到稳定性条件限制,在分析含有细微结构的散射体时,计算代价很高。为克服这一缺陷,提出了一种求电磁问题时域解的差分-谱混合方法。文中采用适当近似,将Maxwell方程中各物理量作周期延拓,利用延拓前后各物理量在第一个周期上保持不变,其频谱由连续谱变为离散谱的特性,将连续谱问题转化为离散谱求解。周期延拓后,空间各点场量的离散谱通过求解频域Maxwell差分方程得到,利用Fourier逆变换导出原问题的时域解。该方法的优点是不受稳定性条件的限制,对处理散射体特征结构尺寸远小于激励源波长的电磁问题明显优于FDTD方法,而且它能处理任何线性色散介质,和完全匹配层边界条件结合使用时不需要额外代码。数值试验表明,该方法实现简单,精度高。     

光子晶体光纤反常色散区的频率转换实验研究

利用自制的高非线性光子晶体光纤进行了飞秒激光脉冲传输实验,研究了在不同功率、不同输入波长下高非线性光子晶体光纤的频率转换现象。当输入激光脉冲的中心波长位于光子晶体光纤反常色散区800nm处时,输出光谱向短波方向展宽,其产生的反斯托克斯波强度随输入功率增强逐渐增强;当输入激光脉冲的中心波长在反常色散区不同波长下时,光纤的频率转换效率不同,越接近零色散波长,转换效率越大,当输入脉冲中心波长为760nm时,产生的反斯托克斯波的中心波长为465nm,其强度是抽运波剩余强度的8.1倍,转换效率高达90%。     

射频同步开关的硬件电路设计方法

为了提高直放站性能,提出工作于2 010～2 025 MHz频率的射频同步开关的工作机理与设计方法.设计中采用的关键技术是双PIN管串联,深度偏置和1/4波长阻抗变换器.为验证所提概念的正确性,在印刷电路板平台上制作了射频同步开关原型.测试结果表明,所设计的射频同步开关性能较好,传输通道内发送信号和接收信号的隔离度达到50 dB,信号的插入损耗小于1.5 dB,射频同步开关的承受功率达到5 W.     

基于虚拟成阵技术的线列阵恒定束宽的波束形成

为了使基阵对不同的入射频率信号具有相同的空间响应,提出一种均匀线列阵宽带恒定束宽的波束形成新方法.该方法将宽带信号划分为多个子频带,每个频带可以近似为窄带信号.对于不同子频带信号,根据虚拟成阵技术,虚拟出一个新的线列阵,使虚拟阵的阵元间距为此频带信号的半波长,此时,输出的波束宽度为一个只与阵元个数有关、而与频率无关的恒定常数,从而达到恒定束宽的目的.计算机仿真和水池试验验证了此方法的正确性与有效性.