光纤超连续光源的实验研究

从光纤中产生超连续谱(SC)的物理机制出发,对各种非线性效应、光纤参数以及泵浦脉冲参数对SC谱特性的影响进行了简要的理论分析.实验中,利用非线性偏振旋转被动锁模光纤激光器输出的1.5 ps超短脉冲作为泵浦源,无需压缩直接泵浦不同色散特性和长度的光纤,完成超连续谱的产生和谱切片实验.实现20 dB谱展宽大于450 nm,长波段扩展到14780 nm以上(受测试仪器限制),在百纳米范围段的不平坦度<(0.25 dB,达到国内最好水平.     

10 GHz超连续脉冲光子源的实验研究

利用增益开关(GS)DFB半导体激光器(LD)作初始抽运源,在4．2km左右的普通色散位移光纤(DSF)中获得了10GHz、120nm以上的超连续(SC)谱脉冲。实验研究了抽运光脉冲峰值功率和光纤零色散波长对SC谱宽度的影响,同时还利用0．4nm带宽的可调谐滤波器对从SC谱中滤出脉冲的特性进行了研究。     

单模光纤中高斯脉冲无啁啾稳定传输

在分析单模光纤群速度色散(GVD)效应和自相位调制(SPM)效应相互作用的基础上,导出GVD和SPM共同作用引起的啁啾表达式,全面分析了色散长度L_D、非线性长度L_(NL)与啁啾变化的关系。结果表明:随着L_D/L_(NL)的不同,啁啾特性有着显著变化,当N=L_D/L_(NL)=1,即实现了单模光纤中群速度色散效应与非线性效应相互作用所致啁啾的最佳匹配,通过控制脉冲输入功率,可望实现高斯光脉冲无啁啾的稳定传输。     

交叉相位调制不稳定性的进一步分析

从耦合非线性薛定谔方程出发,分析了光纤中两光波因交叉相位调制(XPM)所致的调制不稳定性(MI)产生的条件及增益谱。结果表明,当一光波处于正常群速度色散(GVD)区,另一光波处于反常群速度色散区时,与两光波参数有关的扰动增益谱应有3种可能的形式;在一定条件下,在某一微扰频率范围内,甚至还会同时出现两种形式的增益谱。     

光纤GVD和SPM效应所致频率啁啾的匹配

在分析单模光纤群速度色散(GVD)效应和自相位调制(SPM)效应相互作用的基础上，推导出GVD和SPM共同作用引起的啁啾表达式；全面分析了色散长度LD、非线性长度LNL与啁啾变化的关系。结果表明，随着LD／LNI的不同，啁啾特性有着显著变化；当N=LD／LNL=1，即实现了单模光线纤中群速度色散效应与非线性效应相互作用所致啁啾的最佳匹配；通过控制脉冲输入功率，可望实现光脉冲无啁啾的稳定传输。     

利用正常色散微结构光纤产生平坦的超连续谱

利用1.7 ps、中心波长为1565 nm和重复率为10 GHz光脉冲入射到80 m具有小正常色散的色散平坦高非线性微结构光纤(HNL-MF)中,在通信波段获得平坦展宽超过100 nm的超连续谱.除了在泵浦波长附近几nm波长范围内具有小的谱峰外,超连续谱在1 512～1 612 nm内具有±3 dB的平坦度.同时研究了不同泵浦波长情况下超连续谱产生的情形,由于不同泵浦波长处光纤的色散斜率不同,因此对超连续谱对称性产生一定的影响,色散斜率越小,产生的谱的对称性也越好.     

皮秒脉冲在色散位移光纤中产生的超连续谱

利用1.5ps高峰值功率脉冲泵浦色散位移光纤(DSF)得到的超连续(SC)谱实验结果:大于泵浦波长一侧的20dB带宽大于266.8nm,其中200nm范围内不平坦度<±2dB,1690～1780nm的不平坦度<±0.25dB;小于泵浦波长一侧的10dB带宽232nm,其中145nm范围内不平坦度<±2dB,1306nm～1368nm的不平坦度<±0.25dB。利用F P滤波器进行谱切片,在大于泵浦波长一侧和小于泵浦波长一侧分别得到顶部平坦的间隔2.52nm的95和57个波长输出。     

10 GHz再生锁模光纤激光器获得光纤超连续谱的研究

报道了利用10GHz再生锁模光纤环形激光器（RML-FRL）获得波长在1528～1563nm连续可调、脉宽为4．6～5．8ps的短脉冲输出作为高稳定的光纤超连续（SC）谱泵浦源。对RML-FRL输出的脉冲直接放大泵浦4．5km色散位移光纤（DSF）,得到20dB带宽46．08nm的SC谱输出,经阵列波导光栅（AWG）谱切片后,得到间隔100GHz、中心波长符合ITUT标准的30信道输出,脉宽在6．5～7．8ps,示波器显示任意信道的抖动均值小于1．4ps。     

单模光纤中高斯脉冲无啁啾稳定传输

在分析单模光纤群速度色朦胧（GVD）效应和自相位调制（SPM）效应相互作用的基础上，导出GVD和SPM共同作用引起的啁啾表达式，全面分析了色散长度LD、非线性长度LNL与啁啾变化的关系。结果表明：随着LD/LNL的不同，啁啾特性有着显著变化，当N=LD/LNL=1，即实现了单模光纤中群速度色散效应与非线性效应相互作用所致啁啾的最佳匹配，通过控制脉冲输入功率，可望实现高斯光脉冲无啁啾的稳定传输。     

10 GHz WDM/OTDM通信多波长光脉冲源

利用色散位移光纤中的复合非线性效应(自相位调制、四波混频、交叉相位调制)得到重复频率10 GHz、谱宽大于50 nm的超连续(SC)光谱,研究了泵浦光功率、波长与生成的SC光谱宽度和平坦度、光脉冲质量的关系.利用AWG从SC谱中滤出4个10 GHz不同波长光脉冲.     

Supercontinuum Generation in Normal-dispersion Photonic Crystal Fiber Using Picosecond Pulse

Studied is the Super-continuum （SC） generation of a normal-dispersion photonic crystal fiber （PCF） using picosecond pulse excitation. In experimental analyses, a 237 nm broadband infrared continuum was generated pumped at 1 550 nm（normal dispersion regime） by 1.6 ps pulses from an erbium-doped fiber laser. In addition, we conduct the numerical analyses of SC based on generalized nonlinear Schr dionger equation. The results have been applied to investigate the dominant physical processes underlie the generation - of SC. We conclude that dispersion, self-phase modulation （SPM）, four-wave-mixing （FWM） and Raman scattering are determinants of SC generation rather than fission of soliton in normal-dispersion PCF.     

Simulation investigation on supercontinuum generation and noise characteristics in the normal dispersion photonic crystal fiber with a flattened dispersion profile

The propagation of picosecond pulses in the normal dispersion photonic crystal fiber(PCF) with a flattened dispersion profile is numerically investigated.The characteristics of the amplitude and phase noise in the supercontinuum generation(SCG) are also analyzed through the coherent sliced supercontinuum(SC).The effects of self-phase modulation(SPM) and four-wave mixing(FWM) on broadening of the pulse spectrum are presented,and the best amplitude and phase noise performance with a specific fiber length is o...     

光纤中超连续谱的产生与分析

利用MATLAB分析光纤中产生的超连续谱谱线展宽情况。结果表明．光纤中超连续谱的产生主要是拉曼自频移、群速度色散、自相位调制和三阶色散效应共同作用的结果。给出了光纤传输过程中增宽谱线的方法。     

拉锥光纤产生超连续谱的研究进展

随着拉锥理论的发展和拉锥工艺的提高,拉锥光纤中超连续谱的产生成为近年来的研究热点。通过拉锥,可以灵活调整光纤的色散和非线性效应,对超连续谱的产生具有重要意义。首先简要介绍了拉锥技术,然后分别介绍了拉锥普通光纤和拉锥光子晶体光纤中超连续谱产生的研究进展,最后对拉锥光纤产生超连续谱的发展和应用作了展望。     

Generation of Flat Supercontinuum in a Single-mode Optical Fiber with a Convex Chromatic Dispersion Profile

A single-mode optical fiber with a convex chromatic dispersion profile is proposed for generating a flat supercontinuum(SC).The fiber has normal dispersion and the dispersion parameter D(λ,z) is a convex function of wavelengths.It is shown from the numerical results that the chromatic dispersion,the flatness of the dispersion curve and the pump conditions have significant effect on SC generation.A flat and broad SC without strong residual pump component can be obtained when the pump wavelength is set in the...     

全光纤结构超短脉冲超连续谱的产生及其特性研究

超连续光谱以其光谱范围宽、平坦度好、空间相干度高和可实现的较高功率,被广泛应用于相干成像技术、光谱分析、干涉测量等诸多领域.理论上超连续光谱可由超短脉冲通过高非线性介质来实现,期间伴随着自相位调制(SPM)、受激拉曼散射(SRS)、四波混频效应(FWM).随着光纤技术的发展,利用峰值功率高、光光转换效率高、体积小、结构紧凑的掺Yb超短脉冲光纤激光器作为泵浦源,高非线性的光子晶体光纤作为非线性介质来产生超连续光谱.采用主振荡功率放大结构(MOPA),自行搭建了全光纤锁模脉冲放大器,并通过熔接的方式将其耦合进入长为10 m、零色散点为1 040 nm的光子晶体光纤,在对熔接过程中放电时间、放电间隔、熔接损耗等参数进行优化后,获得了8.14 W的超连续光谱.     

10Gb/s和40Gb/s RZ-DPSK电预失真系统中非线性效应的研究

通过仿真研究了10和40Gb/s RZ-DPSK电预失真(EPD)系统中的自相位调制(SPM)和交叉相位调制(XPM)等非线性效应。EPD系统中的非线性效应比光色散补偿(ODC)中的大,但在不同比特率下非线性效应不同。对800km标准单模光纤(SSMF)传输的仿真的结果表明:单信道传输时受到SPM影响,比特率为10Gb/s的EPD系统的非线性阈值比ODC系统的小6dBm以上,而当比特率为40Gb/s时的EPD系统非线性阈值只比ODC系统小2dBm。波分复用(WDM)系统中受到SPM和XPM的影响,比特率为10Gb/s的EPD系统的非线性阈值比ODC系统的小6dBm,而比特率为40Gb/s时的EPD系统非线性阈值比ODC系统的小2dBm。研究结果表明,当比特率升高时,EPD系统的非线性效应减弱。     

色散补偿系统中自相位调制效应的影响

分析了自相位调制效应对正、负色散光纤中光脉冲传输的影响 ,并用数值仿真的方法研究了自相位调制效应对采用色散补偿光纤的高速率光纤通信系统性能的影响 ,获得了一些对实际色散补偿系统有参考价值的结论。     

Simultaneous compensation of laser chirp, Kerr effect, anddispersion in 10-Gb/s long-haul transmission systems

The effects of chirp and fiber nonlinearity in a directly modulated 10-Gb/s intensity-modulated direct-detection (IM-DD) fiber transmission system are investigated by simulation, and a simple and flexible technique for compensating these effects is discussed. Self-phase-modulation (SPM) in optical fiber can be equalized by an anomalous dispersion fiber, whereas pulse broadening caused by laser transient chirp can be compensated by normal dispersion. Using these characteristics, laser transient chirp, SPM, and fiber dispersion can be simultaneously compensated by equalizing fibers inserted within certain intervals. Optimum compensation is always realizable for such fixed equalizing fibers, since the magnitude of SPM can be controlled by changing the optical power in the fiber. Simulation suggests that this technique enables 10-Gb/s, 100-km fiber transmission by direct modulation