基于NOLM的二元信号功率均衡器研究

为了全光处理具有固定功率差异光信号,本文在详细分析非线性光纤环形镜(NOLM)受不同泵浦作用时输出特点的基础上,设计了将二元功率光信号进行幅度直接均衡的方案.利用光子学仿真软件进行了数值实验,结果显示二元信号经幅度均衡后的输出功率由均衡器输出级探测波功率直接确定,输出脉冲无波长改变,且幅度抖动小.输出脉冲无基座表明该方...     

变占空比脉冲测量非线性光环镜阈值特性的实验研究

光阈值器件是多用户光码分多址(OCDMA)系统接收机中抑制基底噪声和互相关旁瓣峰的重要部件。非线性光环镜(NOLM)是实现光阈值的一种有效方法。对基于高非线性光纤(HNLF)NOLM的阈值特性进行了实验研究及数据分析,提出利用改变抽运脉冲占空比分析阈值特性的方法,实验发现抽运脉冲占空比D为1/25时出现阈值点,阈值功率为3.75W。讨论了抽运光与信号光的波长间隔对NOLM输出信号的影响,得出阈值点处的最优波长间隔为5.8nm,脉冲压缩量为114.47ps。实验搭建了接收机阈值系统,眼图分析表明该系统能较好地抑制噪声。     

利用SOA环形腔和NOLM对锁模脉冲进行压缩

提出了一种利用半导体光放大器(SOA)环形腔和非线性光学环镜(NOLM)对锁模脉冲进行压缩的方案.数值计算的结果表明:对输入功率为1mW, 脉宽为20ps的锁模脉冲,脉冲压缩因子超过117,输出脉冲FWHM小于150fs,峰值功率达到6W且基本无基座.     

双端抽运的30 W光纤激光器实验研究

报道了双端抽运连续输出的掺Yb^3 双包层高功率光纤激光器。实验采用了中心波长在975nm附近的两种输出形式的半导体激光器(LD)作为抽运源，测量了不同抽运条件下的输出功率特性和光谱特性。在仅尾纤输出的半导体激光器抽运下获得了斜率效率为42％，峰值波长为1103．8nm的9．2W激光输出；在仅准直输出的半导体激光器抽运下获得了斜率效率为57％，峰值波长为1104．4nm的20．0W激光输出；当两个半导体激光器在双端同时抽运时，获得光纤激光最大输出功率为30．6W，输出峰值波长为1108．4nm，以及49％的总体光一光转换效率。     

色散渐减光纤环形镜的一种改进方法

提出了一种由常规光纤和色散渐减光纤构成的新的非线性光纤环形镜(NOLM)。研究了该结构的动力学特性，并与色散渐减光纤(DDF)构成的环形镜进行了比较。数值结果表明，该类型光纤环形镜能产生无基座高品质超短光脉冲，压缩脉冲的啁啾小，在脉冲中心处呈线性，而且获得的脉冲能在无损耗的常规光纤中长距离稳定传输。压缩脉冲的压缩因子和基座能量与输入脉冲的初始脉宽和峰值功率有关，当输入脉冲的宽度增加时，所需的光纤长度变长，压缩因子和基座能量有所下降；当输入功率增加时，所需光纤长度变短，压缩因子和基座能量增加。研究结果还显示，在较大的输入脉冲峰值功率范围内，当脉冲获得最佳压缩时，与色散渐减光纤环形镜相比，新的光纤环形镜所用光纤长度短，压缩因子高。     

一种新型的全光纤超短光脉冲压缩方案

文章提出了一种基于正常色散递减光纤（ND—DDF）、单模光纤（SMF）和非线性环镜（NOLM）组成的全光纤超短脉冲压缩方案。利用光脉冲在正常色散区的色散递减光纤（ND-DDF）中传输时,在脉冲的中心部分将带上较大线性正啁啾（和普通光纤相比）,当脉冲在SMF中传输时色散致啁啾对其进行补偿从而有一个脉冲压缩的过程,最后利用NOLM对压缩后的脉冲进行进一步的压缩和消基座处理。数值模拟的结果表明：半峰全宽为10ps、能量为74pJ的高斯脉冲经过1km的DDF、79m的SMF和20m的NOLM后,可以获得峰值功率为210W,半峰全宽为120fs且几乎无基座的超短脉冲。     

掺Yb3+全光纤环形腔主动调Q光纤激光器

报道了用976 nm激光二极管(LD)抽运掺Yb~(3 )增益光纤,用光纤耦合的声光调制器(AOM)实现全光纤环形腔主动调Q激光输出的实验研究。激光器的调制频率在200 Hz～60.9 kHz之间调节时获得稳定的调Q脉冲输出。当抽运光功率为183 mW,调制频率为500.2 Hz时,获得输出峰值功率为2.7 W,脉冲宽度为53.2 ns,单脉冲能量为145.5 nJ的激光脉冲,激光器的输出波长为1030 nm。当Q开关关闭时间较短时,从实验中观察到高低脉冲间隔输出的情况,利用调Q原理给出了相应解释。从实验和理论上分析了调制频率和抽运功率对激光器输出脉冲的影响,并进行了相应的计算,计算值和实验结果符合得较好。     

基于PLZT开关的全光纤单模调Q掺Yb3+光纤激光器

PLZT电光陶瓷具有良好的透明性、高电光系数等特性,用来实现全光纤调Q开关具有很大的优势.分析了PLZT全光纤调Q开关的原理,测量了调Q开关的时间波形,研究了基于PLZT开关的全光纤单模环形调Q掺Yb3 光纤激光器.抽运光功率为180 mW,莆复频率为1 kHz时,得到峰值功率25.6 W,脉冲宽度80 ns,光谱宽度1 nm,脉冲能量2.0 μJ的调Q脉冲.此外,分别研究了抽运功率和重复频率对脉冲峰值功率和脉冲宽度的影响,结果表明,同一重复频率情形下,随着抽运功率的升高,峰值功率增大,脉冲宽度降低;同一抽运功率水平下,随着重复频率的增大,脉冲的峰值功率减小,脉冲宽度增大.     

长腔被动锁模掺镱光纤激光器的方波脉冲产生

报道了一种基于非线性光纤环形镜(NOLM)、工作在耗散孤子共振(DSR)区的长腔被动锁模掺镱光纤激光器,该激光器谐振腔的总长度约为1502 m,可以输出重复频率为133.18 kHz的高能量方波脉冲,且输出脉冲的宽度和单脉冲能量均随泵浦功率的增大而呈线性增大。当泵浦功率增大到414.47 mW时,输出的方波脉冲具有最大宽度(761.6 ns),同时单脉冲能量达到了最大值(60.2 nJ)。通过改变NOLM中单模光纤的长度,进一步研究了谐振腔长度对输出方波脉冲特性的影响,结果表明:谐振腔越长,所得DSR方波脉冲越宽,脉冲峰值功率越低。     

双向抽运拉曼光纤放大器抽运光功率分配对开关增益的影响

利用打靶法对单波长双向抽运拉曼光纤放大器的开关增益问题进行了数值仿真研究，结果表明，在小信号的情况下，只要抽运光的总功率不变，信号光的开关增益几乎与正反向抽运光功率的分配比例无关，此结果和小信号情况下的解析解结论一致。当信号光功率增大到对抽运光的消耗不能忽略时，其开关增益随着正向抽运光功率百分比的增大而略有增大。另外，也给出了几种不同输入信号入纤光功率、不同正反向抽运光功率分配情况下的信号光、正反向抽运光和总光功率沿光纤长度的分布。     

NOLM全光波长变换输出脉冲波形特性研究

本文分析了在利用非线性光学环形镜的开关效应和光纤内交叉相位调制效应实现全光波长变换系统中,色散位移光纤长度、砂浦脉冲峰值功率、泵浦脉冲宽度以及泵浦脉冲和连续探测波之间群速度失配参量对输出脉冲波形特性的影响。通过优化系统各项参数,可以在实现最高转换效率的同时,降低波长变换脉冲扶真程度,使波长变换脉冲无展宽,从而适用于超高速率通信系统。     

哑铃形高功率全保偏大模场掺镱锁模光纤激光器

采用基于非线性光纤环形镜的哑铃形结构搭建了全光纤全保偏掺镱锁模激光器。通过使用全保偏大模场光纤、高功率光纤器件和优化的腔结构,实现了脉冲宽度在156 ps到8.1 ns范围内可调的高功率、大能量矩形耗散孤子共振脉冲输出,在最大泵浦功率22.7 W下激光器直接输出功率达到5.5 W,脉冲能量达到0.68μJ,峰值功率为84 W。得益于全保偏光纤结构,所设计的激光器具有出色的抗干扰性和稳定性。     

NOLM全光解复用中信号转换的数值模拟

为了研究非线性光学环形镜解复用输出特性,采用双曲正割形控制脉冲和信号脉冲,对基于非线性光学环形镜全光解复用系统中信号的转换进行了理论分析,得到了脉冲峰值开关效率为100%时,所需最小初始时钟脉冲峰值功率应满足的条件,数值模拟了走离时间、初始时间延迟和初始时钟脉冲峰值功率对转换信号波形特性的影响。结果表明,走离效应是导致转换信号波形失真以及峰值功率下降的重要因素,初始时间延迟可以平衡由走离效应引起的转换信号波形不对称,初始时钟脉冲峰值功率可以补偿由走离效应导致的转换信号峰值功率下降。     

基于NOLM的NRZ信号全光时钟倍频

通过对非线性光纤环形镜（NOLM）透射输出频谱特性的详细研究,发现在一些特定条件下输出频谱中载波谱线会被明显抑制。本文将利用NOLM的这一特性来实现NRZ信号的全光时钟倍频。通过数值仿真对这种方法进行了验证,结果显示,当用同一NRZ信号分束进行适当延迟后作为NOLM的双路泵浦时,输出频谱中出现了增强的信号时钟谱线而载波...     

Generation of bright and dark soliton trains from continuous-wavelight using cross-phase modulation in a nonlinear-optical loop mirror

A simple technique for the simultaneous generation of bright and dark soliton trains from continuous-wave (CW) light is proposed and demonstrated theoretically. It is based on the optical switching characteristics of a nonlinear-optical loop mirror (NOLM) through which the CW signal is switched by a pump pulse train at another wavelength by the creation of cross-phase modulation-induced phase bias between the counter-propagating CW components. The transmitted and reflected signals exiting from the NOLM can then evolve, respectively, into bright and dark soliton trains in fibers with the appropriate group-velocity dispersion at the signal wavelength. Numerical simulations indicate that the generated solitons can be narrower than the pump pulses and that the scheme permits the conversion of nearly all of the CW energy into the soliton train energy without generating pulse pedestals     

Impact of extinction ratio and switching efficiency of nonlinearoptical loop mirror demultiplexer on error rate performance

A theory is evaluated that allows the calculation of the worst-case input power penalty of an optical demultiplexer using a nonlinear optical loop mirror (NOLM) as high-speed switch. Due to finite NOLM extinction ratio and switching efficiency reduction there exists a strong dependence of the penalty on the bitrate of the drop channel, which is investigated for different 100 Gbit/s demultiplexer configurations. Assuming a NOLM of 2 km loop fiber, a 20-dB extinction ratio, and a switching pulse EDFA of 14.5 dBm, demultiplexing with a penalty of less than 7 dB should be possible for drop rates between 2.5 GHz and 11.1 GHz     

大模场光子晶体光纤中超连续谱的产生与控制

探索利用大模场光子晶体光纤产生大功率、高光束质量的超连续谱。采用分步傅里叶方法求解广义非线性薛定谔方程(GNLSE), 模拟了光脉冲在大模场光子晶体光纤中非线性传输和超连续谱的产生过程。着重分析了光子晶体光纤长度和抽运脉冲的峰值功率、啁啾等对超连续谱产生的影响, 讨论了大模场光子晶体光纤中光谱的非线性展宽机制。发现可将超连续谱产生过程分为初始展宽、剧烈展宽和饱和展宽三个阶段。合理选择光纤长度, 使产生的超连续谱处于剧烈展宽阶段时输出, 既能够得到较宽的光谱, 又能够保证较高的效率。抽运峰值功率对超连续谱的产生有重要影响, 当输入功率较小时, 脉冲的频谱成对称展宽, 仅有自相位调制(SPM)效应起作用, 其他高阶效应的影响都很弱。随着脉冲功率的增加, 频谱短波方向变化较小, 光谱向长波方向展宽。同时, 脉冲时域出现振荡调制, 振荡的起因与光波分裂现象有关。抽运光初始啁啾对超连续谱的产生也有重要影响。当啁啾为正时, 啁啾量的大小对产生超连续谱的影响较小, 蓝移方向基本没有影响, 而红移部分能量随着啁啾量的增大向长波方向转移, 超连续谱总的宽度变化较小; 当啁啾为负且满足一定条件时, 其中的非线性作用得到增强, 有利于光谱展宽。