利用线性啁啾光纤光栅补偿PMD的实验研究

对利用线性啁啾光纤光栅补偿偏振模色散(PMD)进行了实验研究.利用压电陶瓷的压电效应挤压线性啁啾光纤光栅使之产生双折射,用于补偿光通信系统中的偏振模色散.通过改变施加在压电陶瓷上的电压值,可实现对偏振模色散补偿量的线性调谐.实验结果与理论预期基本符合.     

高速光纤通信系统中偏振模色散的补偿方法

偏振模色散(PMD)已成为高速光纤通信系统发展的严重障碍。文章介绍了偏振模色散的概念,对现有的主要偏振模色散的补偿方法进行了分析和比较。指出用保偏光纤(PMF)和偏振控制器(PC)来补偿PMD是目前比较可行的方法,而用光子晶体光纤(PCF)进行PMD补偿的方法也在进一步研究之中。     

高速光纤通信系统中偏振模色散的补偿方法

偏振模色散（PMD）已成为高速光纤通信系统发展的严重障碍。文章介绍了偏振模色散的概念，对现有的主要偏振模色散的补偿方法进行了分析和比较。指出用保偏光纤（PMF）和偏振控制器（PC）来补偿PMD是目前比较可行的方法，而用光子晶体光纤（PCF）进行PMD补偿的方法也在进一步研究之中。     

基于光子晶体光纤的偏振模色散的动态补偿

与普通保偏光纤相比,保偏光子晶体光纤(PM-PCF)具有高双折射、低温度偏振系数等优点.文章介绍了将PM-PCF作为偏振模色散(PMD)的补偿元件用于PMD的动态补偿实验,并通过对结果的分析,验证了该补偿系统的性能.     

DWDM系统中偏振模色散的影响

本文导出了四波长光波在双折射光纤中传输所满足的一般非线性耦合方程.研究了色散平坦光纤中4×10Gb/sDWDM系统的偏振模色散特性;在此基础上,进一步研究了偏振模色散对不同信道间隔的4×10Gb/sDWDM系统的影响,结果表明偏振模色散限制了DWDM系统有效带宽内的信道数量及其传输码率.     

数字化扫描干涉仪用于保偏光纤偏振耦合检测

首先简要介绍了保偏光纤及其主要参数:模式耦合系数、拍长、偏振消光比和偏振串音等,并给出这些参数的定义和表达式;评价保偏光纤性能的拍长、模式耦合系数、偏振串音等参数也都与偏振耦合相关.讨论了偏振耦合测试技术,对成功应用于保偏光纤测试的波长扫描干涉法等七种方法作了比较.采用"白光"Michelson技术实现了光纤的寄生偏振耦合点空间分布位置测试仪,以该仪器完成了保偏光纤环扫描;偏振无源光器件测试;保偏光纤对轴;保偏光纤拍长测试;分布式(应力、位置、温度)传感;保偏光纤双折射色散测试等.并以保偏光纤环扫描为例给出实验结果,证明了仪器设计理论和实验结果的相符合性.     

偏振耦合测试仪中白光干涉包络的提取

采用Hilbert变换和非线性最小二乘回归分析相结合的方法提取白光干涉包络.Hilbert变换恢复了包络的大体形状,而非线性最小二乘回归则有效地确定了干涉光强主极大位置及幅度,从而得到耦合点位置、耦合强度、干涉条纹对比度及系统消光比等参数.对保偏光纤(PMF)的拍长测试结果表明,这种包络提取算法明显提高了测量的重复性,测量的重复性在μm量级.     

偏振模色散对高速光纤通信系统性能的影响

为研究偏振模色散对级联PSA高速光纤通信系统性能的影响,在了解PSA构成及放大原理后,利用耦合非线性薛定谔方程,采用计算机仿真技术研究不同信号脉冲波型与大小的光纤偏振模色散对级联PSA高速光纤通信系统性能的影响。仿真结果显示,高斯脉冲的眼图劣化度高于超高斯脉冲的眼图劣化度,PSA相位漂移逐渐增加时,眼图劣化度逐渐增加,PSA色散补偿功能更低,光纤通信系统性能更差,当脉冲指数是[2,2. 5]时,级联PSA高速光纤通信系统性能最优;当偏振模色散值提升时,级联PSA高速光纤通信系统性能下降,但始终优于EDFA系统,优势性能并不显著,说明PSA具备偏振模色散补偿功能,却无法完全补偿偏振模色散。     

色散管理传输系统中克尔效应对偏振模色散的补偿研究

光纤的随机双折射效应可导致脉冲无规展宽即偏振模色散(PMD)。在零路径色散管理孤子传输系统中，二阶色散和三阶色散效应均被完全补偿，克尔效应成为一种有害因素会使脉冲变窄，但是当光纤的随机双折射被考虑时，克尔效应正好与PMD相互抵消，使光脉冲准稳定传输，不同的光纤偏振模色散参数分别对应不同的最佳系统功率。此外，如果考虑不同偏振方向的损耗差异，则即使在最佳匹配条件下，微小的偏振损耗差异也可产生很大的脉宽波动。因此，偏振相关损耗是影响脉冲传输质量的相当重要的因素，不论在理论计算还是在工程设计中都应当认真考虑。     

一种新的自适应偏振模色散补偿前馈方法

提出了一种新偏振模色散（PMD）补偿的方法，直接从被补偿光纤中提取偏振色散矢量的大小和方向信息，根据算法调节偏振模色散补偿器的各参量，使得补偿器的快轴与被补偿光纤的慢轴对准，从而使得偏振模色散得到补偿。这种方法的优点是减少了搜索的自由度。建立了40Gb／s偏振模色散前馈补偿系统，并通过数值模拟．对40Gb／s的非归零（NRZ）码的偏振模色散进行了自适应补偿。通过对补偿前后的眼图、偏振度（DOP）和Q值进行对比和分析，结果表明，这种偏振模色散补偿的前馈方法是非常有效的。     

Influence of birefringence dispersion on a distributed stress sensor using birefringent optical fiber

Distributed stress sensor with a white-light scanning interferometer is used to detect stress distribution by analyzing polarization mode coupling caused by forces exerted on PMFs (polarization maintaining fibers). In measurement of polarization coupling, the birefringence in sensing fiber is usually considered to be wavelength independent. Sensitivity and spatial resolution of the distributed stress sensor are constant for a given optical source spectrum. In practical measurement, however, the birefringence in PMFs is related with optical wavelength. In other words, birefringence dispersion exists in PMFs. Due to birefringence dispersion, the relationship between stress and coupling strength varies with different positions of external forces, and spatial resolution of the distributed stress sensor descends obviously with transmitted distance. In this paper, influences of external-force positions and optical source spectrum on distributed stress sensor are analyzed in consideration of birefringence dispersion and validated with experiments. A method for compensating birefringence dispersion in the sensing system is proposed in the end.     

保偏光纤模式耦合分析及其相干检测

当保偏光纤存在结构不均匀或者受到外部扰动时,将使其内部传输的一部分偏振光耦合到与其正交的偏振态上去。分析了保偏光纤内偏振光模式耦合的原理,给出了基于白光干涉法的偏振模式耦合检测方法,并用迈克尔逊干涉仪对保偏光纤的偏振模式耦合的耦合强度和耦合点发生的空间位置进行了测试。通过步进电机控制迈克尔逊干涉仪扫描臂的反射镜移动,改变干涉仪两臂之间的光程差,来补偿由于偏振耦合而形成的两偏振光从保偏光纤出射时的光程差,实现了对偏振耦合的测量。为提高检测系统的灵敏度,需提高输出信号的信噪比,对光源发出的光进行高频调制,通过频谱搬移和相干解调,有效地抑制了各种干扰和噪声,使输出信号的峰值信噪比提高了5.1 dB,耦合强度测试最小值也由-57.6 dB提高到-62.7 dB,增强了测试系统检测微弱偏振耦合的能力。     

Polarization crosstalk dependence on length in silica-basedwaveguides measured by using optical low coherence interference

We describe a powerful method for precisely measuring polarization crosstalk dependence on length for birefringent waveguides which uses optical low coherence interference between excited and orthogonally coupled light waves. This method is applied to 10-m long silica-based waveguides with the total polarization crosstalks of 8.9×10^-3 and 7.5×10^-3. The spatial resolution is 10 cm and the measurement error for a waveguide part longer than 1 m is ⩽10%. A comparison of measured and theoretical crosstalk curves for the waveguides enables us to confirm that the bends in the waveguides are the main origin of the crosstalk. The polarization crosstalk per bent section is ~4×10^-5     

双折射波导偏振耦合的短相干干涉测量

保偏光纤内部具有的高双折射,使其在内部传播的主模和耦合模之间存在一定的光程差。研究了高双折射波导中连续偏振耦合分布和分立点耦合的白光干涉测量法,推导出一种简明使用的公式,求出双折射波导的保偏参数,并且根据调制解调相关原理精确测量耦合点的强度和位置。实验测量了国产类矩形保偏光纤以及光纤偏振器。该方法最突出的优点是采用非破坏性方法测出保偏波导的每个局部的保偏参数,可用于检测集成波导器件和保偏光纤的质量、双折射波导之间的主轴对准、分布式光纤应变传感器等领域,并且可作为保偏光纤生产和使用的一种有效检测方法,大大提高集成波导器件及相关传感器的性能。     

Polarization independent narrow channel wavelength divisionmultiplexing fiber couplers for 1.55 μm

A polarization-independent narrow-channel (PINC) wavelength division multiplexing (WDM) coupler for operation at 1.55 μm has been designed based on the birefringent properties of fused single-mode couplers. These couplers are made from both conventional single-mode fiber (SMF) and dispersion shifted fiber (DSF). The couplers are designed so that the coupling-coefficient-length products for the two orthogonal polarizations are π out of phase. As a result of the long coupling lengths required, these couplers have very small cross-sectional dimensions, typically on the order of 10 μm     

Novel dispersion compensation method for cross-coupling measurement in PM-PCF based on OCDP

For polarization maintaining photonic crystal fiber (PM-PCF), the cross-coupling measurement can be severely affected by interferogram broadening, due to the large inter-mode chromatic dispersion. In this paper, a novel dispersion compensation method is proposed to mitigate the influence, including a frequency domain algorithm and investigation of the dispersion coefficient for a phase packet in algorithm. A numerical simulation and measurement of birefringence as a function of wavelength reveal that the dispersion coefficient in PM-PCF is much larger than that in PANDA-PM fiber. After compensation, the accuracy of coupling strength measured can be restored and spatial resolution is improved. Experiments show the compensation provides high accuracy with average relative error less than 0.31% and spatial resolution improved 4.1 times.     

采用双折射光纤设计分布式应力传感器

采用扫描式迈克尔逊白光干涉仪对应力场引起的高双折射保偏光纤(PMF)内部的分布式偏振模式耦合进行定量测试和理论分析。由偏振模耦合的强度计算应力的大小,通过由双折射引起的2个正交的偏振模的光程差计算应力的位置。提出了分布式光纤应力传感器的结构设计。该传感器可实现1km的测量范围,对应力作用点的空间位置测试精度可达到mm量级,对偏振模耦合强度测试可达到-80dB的灵敏度。     

频谱傅立叶法测量偏振模色散研究

对频谱傅立叶分析法测量偏振模色散进行了理论、模拟与实验研究。利用这种方法,分别对由一段、两段、三段保偏光纤组成的PMD模拟器进行了数值模拟．并对保偏光纤、单模光纤以及商用模拟器进行了实验测量,得到了很好的结果。将这种方法和波长极值计数测量法进行了比较,研究表明,由于考虑了偏振模色散的统计特性,频谱傅立叶分析法适于测量强耦合光纤。     

环形腔光纤激光器边带偏振不稳定性

为研究双折射光纤的高功率环形腔光纤激光系统输出稳定性,提出了一种可能存在的矢量调制不稳定现象——边带偏振不稳定性(SPI)。结合偏振不稳定性与边带不稳定性的研究方法,建立了偏振光在线性双折射掺杂光纤的环形腔中传输时满足的非线性薛定谔方程,并求得了高双折射光纤中信号光偏振方向与主轴重合时扰动边带的解析解。研究结果表明,在正常色散情况下,沿主轴偏振的信号光在环形激光器中传输时,各阶扰动边带所获得的峰值增益随着信号光功率的变化而呈锯齿状分布,并随功率的增加而趋于一稳定值。     

偏振耦合测试及其振动干扰信号分析

理论分析了偏振模式耦合的原理,给出了基于白光干涉的偏振耦合检测方法。通过步进电机控制迈克耳孙干涉仪扫描臂的反射镜移动,改变干涉仪两臂之间的光程差(OPD),补偿了由于偏振耦合而形成的两偏振光从保偏光纤(PMF)出射时的光程差,实现了对保偏光纤的偏振耦合强度和位置的测试。扫描过程中扫描臂反射镜的振动会对输出信号产生不良影响,对此振动信号进行了仿真及实验研究,分析了它对输出信号的影响。在不同的扫描速度下,采用Hilbert变换和最小二乘高斯非线性回归分析提取白光干涉包络,求解耦合强度,验证了振动信号的幅度和频率与扫描速度有关,以及它对耦合强度检测精度的影响。结果表明该测试系统动镜的扫描速度在0.7～0.9mm/s时,偏振耦合强度的检测误差最小。