10 Gbit/s四波混频型全光波长转换器的实验研究

利用自行研制的半导体光放大器(SOA)对四波混频(FWM)型波长转换器进行了实验研究。在10Gbit / s调制速率下,频率失谐达500GHz时仍现察到理想效果的四波混频型波长转换现象。研究了输出端各波形调制格式的关系,结果验证了基于半导体光放大器四波混频型波长转换中,泵浦光与信号光功率之间的关系对转换结果有直接影响。     

基于半导体光放大器交叉增益调制的波长转换的理论分析

本文利用小信号理论模型分析了基于半导体光放大器交叉增益调制的波长转换 ,获得了波长转换效率的解析表达式。结果表明 ,波长转换的频带响应宽度受到光放大器驱动电流、波导中的光功率以及转换波长的影响。     

基于半导体光放大器中交叉偏振调制效应的波长转换器

了改善基于半导体光放大器(SOA)中交叉偏振调制效应(CPM)的波长转换器的转换信号码型效应，对交叉偏振调制一半导体光放大器波长转换器的工作原理进行了分析；通过讨论交叉偏振调制一半导体光放大器波长转换脉冲的上升沿和下降沿的频率啁啾，结合滤波器的透过谱特性，提出了一种利用滤波器的波长正斜率边和波长负斜率边分别对正相转换信号和反相转换信号进行码型优化的方案，并进行了实验验证。在信号码率为10Gb／s的交叉偏振调制一半导体光放大器波长转换实验中，采用光带宽为0．3nm的JDS滤波器优化转换信号的波形，基本消除了转换信号中长“1”码和长“0”码的码型效应，并将正相转换信号和反相转换信号的功率代价分别改善了3dB以上。     

基于QD-SOA交叉增益调制的波长转换研究

量子点半导体光放大器具有比传统半导体光放大器更快的载流子恢复时间,基于QD-SOA交叉增益调制的波长转换技术具有转换速率快,无pattern effects效应的特点.对有源区长度,输入信号光功率和转化后信号的消光比和脉冲展宽进行了研究,对提高基于QD-SOA交叉增益调制波长转换的性能具有指导意义.     

基于交叉增益调制的全光波长转换实验研究

分析了半导体光放大器交叉增益调制的基本原理,并利用该机制进行了2．5Gbit/s的非归零码光脉冲的波长转换。向上波长转换间隔大于14nm。最后,对转换信号测量了接收机入纤功率和误码率的关系曲线、光眼图、消光比和光信噪比等参数,结果发现转换信号眼图清晰,张开度大,消光比大于10dB,光信噪比大于30dB。实验表明采用半导体光放大器的交叉增益调制可以较理想地实现2．5Gbit/s的非归零码的全光波长转换。     

基于半导体光放大器临界激射状态的同相波长转换

基于半导体光放大器处于放大和激射之间的临界状态 ,实现了同相波长转换 ,转换后光信号与泵浦光信号有相同的比特系列 .运用放大器中存在的自发辐射光子诱发的受激辐射和入射信号光子诱发的受激辐射之间的竞争很好地解释了实验结果 .结果表明 ,此种波长转换结构简单、输出消光比不退化     

基于半导体光放大器临界激射状态的同相波长转换

基于半导体光放大器处于放大和激射之间的临界状态,实现了同相波长转换,转换后光信号与泵浦光信号有相同的比特系列.运用放大器中存在的自发辐射光子诱发的受激辐射和入射信号光子诱发的受激辐射之间的竞争很好地解释了实验结果.结果表明,此种波长转换结构简单、输出消光比不退化.     

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。     

半导体光放大器增益特性对四波混频波长转换效率的影响

本文建立了包括增益压缩、增益波动的基于半导体光放大器四波混频波长转换的理论模型．讨论了泵浦光、信号光、转换光的增益差异以及增益压缩对波长转换的影响．结果表明,处在增益峰值的泵浦光和小的增益压缩率,有助波长转换效率的提高．     

基于半导体光放大器的四波混频型全光波长转换器

本文报道了基于自行研制的半导体光放大器（SOA）的四波混频（FWM）型全光波长转换,采用环型腔掺铒光纤激光器（EDFL）作为泵浦源,实现了转换波长的连续可调。并就波长转换间距、光放大器的小信号增益和输入泵浦光功率对转换效率的影响进行了理论与实验分析,结果表明高的SOA增益和较大的输入泵浦光功率须利于转换效率的提高。     

Characteristics of the Wavelength Converted Signal in Wavelength Conversion Based on Cross-Gain Modulation

An analytical theory describing the frequency chirp characteristics of the wavelength converted signal in wavelength conversion based on cross-gain modulation (XGM) in semiconductor optical amplifier (SOA) is derived. By computation, we can see that low input pump power, high probe power, small line-width enhancement factor and low unsaturated single-pass gain of the SOA are favorable for reducing the frequency chirp of the wavelength converted signal. The analytical results have significance in understanding and designing wavelength converters.     

基于半导体光放大器的四波混频效应对正交频分复用光信号进行全光波长变换

实验研究了基于半导体光放大器(SOA)的四波混频(FWM)效应的单抽运光正交频分复用(OFDM)信号的波长变换系统.信号光源和抽运光源分别由两个不同输出波长的可调分布反馈式激光器(DFB-LD)产生.信号光源经2.5 Gb/s OFDM的电信号直接调制后再和抽运光源耦合,经光放大器后在SOA实现波长变换.实验结果显示,耦合信号经SOA四波混频效应后,产生新波长的信号光将携带OFDM信号,且转换效率与信号光和抽运光的功率、波长以及两者的偏振夹角有关.同时也测量了转换的OFDM信号的功率-误码曲线和接收星座图.     

基于半导体光放大器-交叉增益调制波长转换器消光比特性的研究

建立了基于半导体光放大器一交叉增益调制(SOA-XGM)的波长转换理论模型，利用分段方法对交叉增益调制波长转换器同向和相向两种工作方式下消光比(ER)特性作了详细的研究。结果表明，波长转换器的输出消光比随转换速率增加而减小，而且转换速率越高，减小得越快；随着抽运波长的变化，消光比有一个对应于峰值增益波长的最佳抽运波长；波长向下转换(Δλ＜0)时的消光比要明显优于向上转换(Δλ＞0)；输出消光比也随着输入消光比的增大而增大。相同情况下相向工作方式时的输出消光比特性要优于同向工作方式。最后，从物理上对两种工作方式消光比和噪声特性的差异作了解释。     

外腔激光器实现波长转换的高频调制特性分析

作为自动交换全光网络中的核心器件,全光波长转换器的研究是目前的热点问题。本文基于半导体激光器实现波长转换的理论模型,采用小信号分析方法,利用速率方程求解了基于光纤光栅外腔半导体激光器实现波长转换的频率调制响应特性,并重点分析了光子寿命对高频特性的影响。这对于优化光纤光栅外腔结构实现高速全光波长转换器有一定的参考价值。最后数值求解了不同输入信号速率下的转换波形,仿真结果和对波长转换器的频率响应特性分析结果是一致的。     

All-optical filter for simultaneous implementation of microwave bandpass and notch responses based on semiconductor optical amplifier

An all-optical filter structure to simultaneously implement microwave bandpass and notch filter is proposed and experimentally demonstrated. The structure is based on a recirculating delay line (RDL) loop consisting of a semiconductor optical amplifier (SOA) followed by a tunable narrowband optical filter and a 10:90 coupler. The converted signal is generated in a wavelength conversion process based on cross-gain modulation of amplified spontaneous emission in the SOA. The converted signal circulating in RDL loop realizes a negative bandpass response. The negative bandpass filter and a broadband allpass filter are synthesized to achieve a notch filter with flat passband which can excise interference with minimal impact on the wanted signal.     

增益调制型波长转换中信号光波长的选择

增益调制型波长转换中 ,为得到转换后信号最大的消光比 (ER) ,信号光波长应该比半导体光放大器 (SOA)的小信号增益峰值波长长。采用分段模型 ,考虑了SOA中增益谱的不对称性以及增益峰值波长随载流子密度的漂移 ,深入研究了信号光功率 ,ER ,参考光功率 ,波长以及SOA注入电流对选择信号光波长λpk ,s 以及消光比改善量的影响。模拟计算表明 ,信号光功率每增加 3dB ,λpk ,s 就需向长波长移动约 7nm。信号光ER增加、参考光功率增加以及SOA注入电流的增加 ,λpk ,s 需向短波长移动。消光比改善量随信号光功率和电流的增加而显著增加 ,随信号ER的增加而降低 ,但是参考光功率和波长变化时影响不大     

波分复用-光时分复用波长转换信号的消光比研究

对基于半导体光放大器(SOA)交叉增益调制(XGM)效应的全光波分复用一光时分复用(WDM—OTDM)转换后的两路时分复用输出信号的消光比(ER)特性进行了分析。研究了两路波分复用的输入抽运光和探测光的功率、波长、抽运光的消光比、数据速率以及半导体光放大器的偏置电流、腔长和模场限制因子对转换信号消光比的影响。模拟结果表明，增大抽运光输入功率，选择长波长抽运光，可以增加转换光相应信道消光比，但减小了相邻信道的输出消光比；增加抽运光消光比，可以提高转换光消光比，但各个信道增长幅度不同；减小探测光输入功率，选取短波长探测光波长，增加半导体光放大器的腔长和模场限制因子以及大的偏置电流可提高转换光消光比；对于两路或多路波分复用信号转换时分复用信号的过程中，一定要考虑转换光每个信道消光比的均衡。     

SOA-Assisted Data-Polarization-Insensitive Wavelength Conversion in a PPLN Waveguide

We demonstrate a novel method of wavelength conversion in a periodically poled lithium niobate (PPLN) waveguide using polarization modulation and amplitude modulation of its pump. Polarization-insensitive, all-optical, intensity-to-polarization conversion in a semiconductor optical amplifier (SOA) is used to reduce the waveguide's polarization sensitivity from >30 dB to <1 dB. We demonstrate BER measurements of the converted signal at 2.5 Gb/s. We also demonstrate polarization modulation of the PPLN waveguide pump using cross-polarization modulation in highly nonlinear fiber (HNLF) at 10 Gb/s.     

Transmission performance of chirp-controlled signal by usingsemiconductor optical amplifier

We examine the fiber transmission performance of the optical signal whose chirp is controlled by utilizing phase modulation in semiconductor optical amplifier (SOA) with both simulations and experiments. This chirp control technique converts a positive chirp created by electroabsorption (EA) modulator into negative chirp, which reduces the waveform degradation due to the chromatic dispersion in transmission over standard single-mode fiber (SMF). It also provides an optical gain that is sufficient to compensate the insertion loss of the EA modulator. We investigate how the chirp control is affected by the input power to the SOA and the carrier lifetime of the SOA. As the SOA input power increases, the negative chirp becomes large, while the waveform is largely distorted due to gain saturation. However, the waveform distortion at high SOA input powers can be shaped by using a frequency discriminator. The acceleration of the carrier lifetime also reduces the waveform distortion due to gain saturation. We demonstrate that the chirp control technique is effective even for a high bit rate optical signal up to 10 Gb/s, when the carrier lifetime is expedited by optical pumping