多跨距非线性光纤链路中的小波去噪

在多跨距幅度调制光纤传输链路的接收端利用光滤波器对输出信号进行小波分解,并根据小波阙值去噪的原理.对输出信号在光域内进行小波去噪,以消除掺铒光纤放大器(EDFA)引入的放大自发辐射(ASE)噪声和光纤色散及非线性相互作用所产生的非线性噪声对信号的十扰.仿真模拟了三种不同光纤链路传输后输出信号的小波去噪,并在常见的色散补偿链路系统中与带通滤波去噪进行了比较.仿真结果说明了在光域内采用小波阈值去噪法的有效性和可行性,为提高全光通信系统的通信质量和容量提供了新的思路.     

Fabry-Perot型GaAs-GaAIAS DH激光放大器的增益和频率带宽

本文报导了用实验方法研究Fabry-Perot型GaAs-GaAlAs DH半导体激光放大器的结果。在共振放大条件下测量了总增益G_C及其随注入电流的变化,并通过G_C随入射光频率γ的变化测得频率带宽⊿v_(1/2)。用Hakki-Paoli的方法测量了光放大器的增益系数随注入电流的变化,求得单程增益G_S随注入电流的变化,利用G_S计算了G_C随注入电流的变化及频率带宽⊿v_(1/2)。计算结果和实验值符合较好。     

基于小波变换的光寻址电位传感器信号去噪研究

基于(LAPS)(光寻址电位传感器)技术的生化传感器中的光生电流是一种微弱的非平稳信号,信噪比(SNR)低。为了提取清晰的LAPS信号,且鉴于传统的傅里叶方法去噪后信号失真严重,本文采用小波变换的方法对LAPS信号进行去噪处理。通过小波变换将信号分解为3层,得到各层的小波系数以及阈值。根据每一层系数特点,按阈值进行分别处理,得到新的小波系数。最后根据新的小波系数,重构信号。对去噪后的信号进行频谱分析发现,信号频谱为有效的LAPS信号谱段。将傅里叶去噪和小波去噪方法进行对比发现,小波去噪得到信号的SNR和平滑度(SR)要高于傅里叶去噪,表明小波变换是LAPS信号去噪的有效方法。     

基于FBG铥钬共掺光纤放大器反向ASE的再利用

针对铥钬共掺光纤放大器在放大2μm以上长波段信号光时因存在反向放大的自发辐射(ASE)而造成的放大效率浪费的问题,提出了在放大器输入端插入一个中心波长为1950nm的光纤光栅(FBG)的方案,并从理论上研究了光栅参数对放大器在2μm以上波段增益特性的影响。通过数值模拟给出了几种不同的铥钬掺杂比例下、有无FBG时,放大器对2040nm信号光的增益随光纤长度的变化曲线,分析了插入FBG后放大器最大增益和对应的最佳光纤长度的变化,以及这种变化对铥钬掺杂比例的依赖性。通过模拟放大器输入端的反向ASE光谱,以及抽运光、信号光、ASE与FBG反射光功率沿光纤传输的演化行为,解释了FBG对放大器产生影响的根本原因,并进一步指出为提高放大器长波段增益而加入短波段FBG的适用条件。并初步研究了加入FBG对放大器增益谱及噪声特性的影响。     

一种新的光纤拉曼增益系数的测量方法

拉曼增益系数是描述拉曼散射的一个基本参数,通常用小信号增益法来测量,这种方法需要信号光,缺点是整个测试过程较长,易受到抽运光和信号光不稳定性的影响.文章提出一种新的测量方法,即利用光纤的受激拉曼谱和自发辐射谱的解调来获得光纤拉曼增益系数.测量了G.652光纤的增益系数,并与小信号增益法的测量结果进行了比较.     

铒镱共掺波导放大器的增益特性

在忽略放大自发辐射(ASE)及均匀掺杂和稳态的情况下,在初始能量转移效率的基础上从速率方程和传输方程出发,推导出了用于分析铒镱共掺波导放大器(EYCDWA)的新公式.利用这些公式分析了泵浦光功率、信号光功率、掺杂浓度、波导长度对放大器增益特性的影响,并与单掺铒波导放大器(EDWA)进行了比较,得到了一些具有实用价值的模拟结果.     

双电极半导体光放大器的放大自发辐射谱和增益特性的实验研究

设计并制作了双电极多量子阱半导体光放大器（SOA）,对其放大的自发辐射(ASE)谱和增益特性进行了测试和分析。结果表明,注入电流密度分布对多电极SOA的ASE谱和增益特性有非常大的影响。通过调节注入电流密度比,ASE谱的半高全宽、峰值波长、峰值功率以及增益特性能够得到很好的调控。     

铒镱共掺波导放大器的增益特性

在忽略放大自发辐射(ASE)及均匀掺杂和稳态的情况下,在初始能量转移效率的基础上从速率方程和传输方程出发,推导出了用于分析铒镱共掺波导放大器(EYCDWA)的新公式.利用这些公式分析了泵浦光功率、信号光功率、掺杂浓度、波导长度对放大器增益特性的影响,并与单掺铒波导放大器(EDWA)进行了比较,得到了一些具有实用价值的模拟结果.     

多个定波长抽运宽带光纤拉曼放大器的设计

提出了一种新的光纤拉曼增益谱的测量方法,通过光纤的受激拉曼谱和自发辐射谱的解调而获得拉曼增益谱图,同时利用该方法用于3个波长为1428nm,1445nm,1467nm抽运的宽带光纤拉曼放大器的设计,得到最大开关增益13dB,1dB带宽34nm的拉曼放大,与小信号增益法测量结果一致.实际证明:该方法快速简单、实时性强,具有实际应用价值.     

损耗对级联光纤RFA增益平坦度影响分析

增益平坦度是衡量光纤通信中喇曼光纤放大器的关键参数之一。文章从级联光纤实现喇曼增益谱平坦技术的分析理论入手,改进了实现喇曼增益谱平坦的约束条件,利用Matlab分析了光纤损耗对RFA增益谱平坦度的影响。结果表明:在喇曼光纤放大器系统中,C波段各个光之间不同的损耗系数是影响增益平坦度的关键因素,即信号光之间损耗系数的不同会引起喇曼光纤放大器的增益平坦度劣化,各个被放大信号光之间的损耗系数相差越大,则增益平坦度越差。     

基于EDFA的分布式光纤喇曼温度解调技术

为了消除掺铒光纤放大器的放大自发辐射噪声对分布式光纤温度传感器测温精度的影响,采用精确的修正公式进行温度解调是一种有效手段。通过分析掺铒光纤放大器的放大自发辐射噪声对系统产生的影响,并将计算的中间结果代入理论公式获得了修正后的温度解调公式。实验中分别采用理论公式和修正公式对温度进行分布式测量并获得了实验数据。结果表明,修正后的温度解调公式有效补偿了掺铒光纤放大器噪声引起的误差,并显著提高了系统的信噪比和测温精度;修正公式可将系统的整体测温精度提高到1℃～2℃;此外,实验中观察到多模光纤中喇曼背向自发散射同样会出现放大现象,这与单模光纤中的情形类似,且放大喇曼自发散射依然具有理想的温度效应。     

海缆布里渊光时域反射信号的去噪方法研究

为了从噪声背景中有效地提取光电复合海缆的布里渊光时域反射信号,根据信号的特点,提出了采用小波阈值法对实时信号进行去噪处理。针对小波阈值去噪参量设置的基础性问题,通过理论分析和实验对比确定了适于海缆布里渊光时域反射信号去噪处理的最优参量,并与中值滤波、均值滤波的去噪效果进行了对比。结果表明,相对于两种传统的滤波方法,最优参量下的小波阈值法能有效去除噪声,不仅信噪比提高了14.1dB,而且能检测出100με的应变变化。该研究对于探索海缆布里渊光时域反射信号的高效处理方法具有重要参考价值。     

Determination of Internal Loss and Quasi-Fermi Level Separation From the Amplified Spontaneous Emission Spectrum of Fabry–PÉrot Semiconductor Lasers

The net modal gain and the un-amplified spontaneous emission (ASE) coupled into the laser waveguide mode are extracted from the ASE spectrum of Fabry–PÉrot semiconductor lasers by the Fourier transform method with a deconvolution process. Highly accurate quasi-Fermi level separation and internal loss are then derived by a minimum search process from the relationship between the spontaneous emission and gain.     

基于仿真软件的DPSK光纤传输性能研究

介绍了DPSK码型的产生原理,通过仿真软件模拟级联调制器产生各种DPSK光调制码型,给出了频谱,并基于仿真软件建立了DPSK光纤传输模型,重点考虑了光放大器的自发辐射(ASE)噪声对DPSK系统的性能影响.实际仿真结果表明了ASE噪声是限制级联DPSK传输系统传输距离的最主要因素.     

Extracting OSNR From Low-Resolution Optical Channel Monitors

Optical channel monitors (OCMs) that use scanning filters need to resolve the amplified spontaneous emission (ASE) noise floor between channels in order to determine optical signal-to-noise ratio (OSNR). We show how regularized least-squares can extract accurate OSNR values from raw spectra when the ASE floor is not visible because of insufficient resolution in the monitor. Our experimental results demonstrate OSNR measurement accuracy to within 0.6 dB from a spectrum of 50-GHz-spaced 10-Gb/s channels measured using a scanning Fabry-Peacuterot filter with 35-GHz bandwidth. The ability to use broader bandwidth filters in OCMs without sacrificing accuracy may reduce their cost and increase their robustness     

Experimental demonstration of noise figure reduction caused bynonlinear photon statistics of saturated EDFA's

For the first time, experimental evidence is presented for the prediction that the noise figure for an EDFA in the nonlinear or saturated regime, calculated by measuring the ASE power, can lead to an overestimation when compared to a direct measurement of the noise variance with an electrical spectrum analyzer. These results are in line with theories based on the quantum mechanical photon master equation describing an optical amplifier with saturated upper and lower ion inversion levels     

光纤放大器的ASE噪声对PIN接收机性能的影响及误码率计算

本文运用随机信号的分析方法推导了存在ＡＳＥ噪声情况下，光纤通信系统误码率的计算公式。利用该式可以根据信号光功率和噪声功率谱密度估算系统的误码率，与实验结果基本符合，从而可以为加光纤放大器的光纤通信系统提供评价信道优劣的依据。本文还论述了ＡＳＥ噪声对ＰＩＮ接收机灵敏度的影响，对于实际系统中接收机的选择具有重要意义     

基于小波变换的超短脉冲相位回归

针对频率分辨光学门法(FROG)要用傅里叶变换迭代算法耗时较长不利于实时检测的缺点,及光谱相位相干直接电场重构法(SPIDER)中用传统傅里叶方法滤波过程会产生相位噪声的缺点,提出了用小波变换回归相位的方法。对FROG迹线进行时-频分析直接提取脉冲相位,从SPIDER方法的光谱干涉条纹的小波变换中直接读取相位,对两种方法的小波变换进行了数学模拟,并与傅里叶变换结果进行对比,得到:小波变换能准确地回归超短脉冲相位。最后采用SPIDER方法测量了KLM钛宝石激光器输出脉冲的光谱干涉条纹,并用小波变换和傅里叶变换重建了光谱相位,消除了窗口滤波引入的噪声,证明了方法的正确性和可靠性,更适用于超短脉冲的评价。     

Noise Characteristics of a Wavelength-Locked Fabry–Perot Laser Diode

We derived a theoretical model of a wavelength-locked Fabry–Perot laser diode (F-P LD) to a sliced spectrum of externally injected amplified spontaneous emission (ASE) from wave equations. The model explains the dynamics of the wavelength-locked F-P LD. Using this model, we investigated the noise characteristics of a wavelength-locked F-P LD with respect to the various parameters, such as, the injected ASE power, the bias current of F-P LD, and the wavelength detuning. We also investigated intensity noise increment by spectral filtering in optical access networks based on wavelength-locked F-P LDs.      

ForWaRD: Fourier-wavelet regularized deconvolution for ill-conditioned systems

We propose an efficient, hybrid Fourier-wavelet regularized deconvolution (ForWaRD) algorithm that performs noise regularization via scalar shrinkage in both the Fourier and wavelet domains. The Fourier shrinkage exploits the Fourier transform's economical representation of the colored noise inherent in deconvolution, whereas the wavelet shrinkage exploits the wavelet domain's economical representation of piecewise smooth signals and images. We derive the optimal balance between the amount of Fourier and wavelet regularization by optimizing an approximate mean-squared error (MSE) metric and find that signals with more economical wavelet representations require less Fourier shrinkage. ForWaRD is applicable to all ill-conditioned deconvolution problems, unlike the purely wavelet-based wavelet-vaguelette deconvolution (WVD); moreover, its estimate features minimal ringing, unlike the purely Fourier-based Wiener deconvolution. Even in problems for which the WVD was designed, we prove that ForWaRD's MSE decays with the optimal WVD rate as the number of samples increases. Further, we demonstrate that over a wide range of practical sample-lengths, ForWaRD improves on WVD's performance.