SOA双折射效应对超短光脉冲光谱特性的影响

探讨了半导体光放大器(SOA)中的双折射效应对超短光脉冲光谱特性的影响。双折射使得SOA对光的相位调制具有偏振相关性,TE模和TM模具有不同的光谱分布,从而总的光谱被展宽。研究表明,超短光脉冲在SOA中发生的光谱展宽中,很大程度上是来源于相位调制的偏振相关性,并与SOA的工作电流、光功率和脉冲形状等因素有关;通过在有源区中引进合适的应变和合适的波导设计,有可能消除这种不利影响。     

半导体光放大器中SPM效应对光脉冲传输性能的影响

为了研究半导体光放大器（SOA）中自相位调制（SPM）效应对光信号传输性能的影响,从SOA中光脉冲的传输方程出发,采用数学推导的方法,分析了SPM 效应的产生机理,得到了光脉冲经SOA 放大后的时域和频域变化特性,并针对无啁啾和带啁啾光脉冲两种情况进行了仿真研究。结果表明:SPM 导致了光脉冲时域波形的倾斜和频谱的红移,并且随增益的变大倾斜和红移的程度增强;啁啾系数的符号决定了频谱是红移还是蓝移。     

采样对数值模拟光纤中光脉冲传输演化的影响

光脉冲在光纤中传输时,光纤的非线性效应和色散将会使其变形。在考虑了以上两种影响因素后,给出了利用分步傅立叶变换法正确模拟光脉冲在光纤中传输的采样间隔选取依据,模拟了在不同采样间隔下光纤输出端的光脉冲形状和频谱,由此讨论了采样间隔对数值模拟光纤中光脉冲传输演化的影响。数值模拟结果验证了采样间隔选取依据的正确性。     

半导体光放大器的双向窄脉冲调制与消光比特性分析

半导体光放大器（SOA）能稳定产生高消光比的窄脉冲光，在光纤传感领域得到了广泛应用，但目前大多方案仅采用单向调制的SOA产生脉冲光。为了进一步提高脉冲光的消光比，基于SOA能双向工作的特点提出了一种双向窄脉冲光调制的SOA系统。使用光纤反射镜对SOA单向调制输出的脉冲光进行反射，使反射光重新返回到SOA进行第二次脉冲光调制。实验结果表明：相比单向调制，在低输入功率下，双向调制最大可获得6.18 dB的额外增益；对于输入峰值功率为6 dBm的脉冲光，双向吸收能使泄漏光强度进一步减弱30 dB以上，整体吸收率达到72 dB以上。     

基于半导体光放大器的组播实验研究

提出了一种基于半导体光放大器(SOA)的组播实验方案,首先利用谱展宽和谱切片得到多波长脉冲源,将其作为探测光并与信号光共同注入到SOA中,利用SOA的交叉增益调制(XGM)效应,信号光与每一个波长的脉冲光发生作用,在SOA输出端通过可调光带通滤波器(TBDF)得到每一波长的变换后信号,实现光信号的组播过程。在实验中,10 Gb/s的归零(RZ)码作为信号光,而由多波长脉冲源产生的4波长脉冲光作为探测光,在探测光波长附近分别得到了与编码信号光逻辑取"非"的信号。     

半导体光放大器(SOA)皮秒增益和折射率非线性的数值模拟

从速率方程出发 ,采用分段模型对半导体光放大器 (SOA)的皮秒增益和折射率非线性进行了数值模拟 ,具体分析了注入光脉冲引起的载流子浓度的变化、输出光脉冲时域波形的畸变、注入光脉冲引起的增益和位相变化 ,以及输出光脉冲上的频率啁啾。     

光脉冲光纤周期复制技术研究

针对常用的多路高速光脉冲复制系统可能的实现形式进行了研究,根据各种应用中所需的插入损耗、输出脉冲周期性与功率稳定性等性能要求,对多种光纤光脉冲复制结构的特点进行了分析比较.通过对各种结构的输出脉冲功率、周期性及其影响因素的理论分析,论述了使各种结构的输出脉冲优化的可能性与方法.指出了有源循环式光纤延迟脉冲复制器适合于产生重复周期准确、输出功率大的光脉冲序列.     

调制SOA的偏置电流对谐波锁模光纤环行激光器输出脉冲的影响

本文提出了一个谐波锁模光纤环行激光器模型 ,该模型包含两个半导体光放大器 (SOA) ,其中一个SOA作为调制器(简称调制SOA) ,另一个提供增益 (简称增益SOA)。本文着重研究了调制SOA的偏置电流对锁模脉冲的影响。结果表明 :随着偏置电流的增大 ,脉冲形状将发生扭曲 ,甚至出现多峰结构 ;且输出脉冲的峰功率和方均根宽度都将增大。理论研究结果符合实验观测。     

超短光脉冲通过分布式光纤放大器的传输特性

为了探讨超短光脉冲在分布式光纤放大器中的传输放大特性及影响因素,建立了光脉冲在光纤放大器中的基本传输方程,以掺镱光纤放大器为例,采用分步傅里叶变换法对放大器中光脉冲的演变进行了模拟,讨论了初始啁啾和增益色散的影响。结果表明,当光脉冲在分布式光纤放大器中传输时,光纤的色散、非线性效应均会影响脉冲的形状和频谱,光脉冲初始啁啾也会对脉冲的传输状态产生影响;对于宽频谱光脉冲,增益色散相当于一种损耗机制,应该考虑其影响。相关结果对光纤放大器的系统设计和优化具有一定的参考价值。     

TOAD中半导体光放大器的动态增益响应及光脉冲传输特性研究

讨论了太赫兹光非对称解复用器中半导体光放大器 (SOA)对具有不同能量和脉宽的控制脉冲的动态增益响应 ,研究了不同的逆时针信号脉冲和控制脉冲时延的情况下通过 SOA后的逆时针信号脉冲的功率和相位变化。     

基于SOA啁啾管理的连续可调谐色度色散补偿的研究

提出了一种新型的可小范围连续调谐的色度色散(CD)补偿方案.该CD补偿方案包括一个半导体光放大器(SOA)和一段固定长度的色散补偿光纤(DCF).利用SOA的交叉相位调制(XPM)效应,通过调节SOA的偏置电流和控制脉冲光的强度,可以对进入SOA的光信号引入不同大小的附加啁啾量,从而可以利用固定长度的DCF得到补偿后的无啁啾光信号.实验中,实现了10 Gb/s可调谐CD补偿器,在无需替换DCF的情况下,实现了补偿范围为-40 ps/nm到60 ps/nm的连续可调谐CD补偿.     

ROF系统中基于SOA非线性效应的光子上变频技术研究

在光载射频（ROF）系统中,为了将承载信息的光基带信号上变频到微波／毫米波波段,本文基于半导体光放大器（SOA）中的交叉增益调制（xGM）和交叉相位调制（XPM）效应实现了光子上变频：即实现了1．25Gb／s基带信号到30GHz的毫米波信号的转换。文中分析了SOA驱动电流的变化（50～200mA）和信号光与本振光波长间...     

超高斯光脉冲在单模光纤中的传输特性

从光脉冲在光纤中传输演变所满足的基本方程出发,研究了超高斯光脉冲在普通单模光纤中的传输特性。数值模拟的结果表明,超高斯光脉冲入射后脉冲波形、瞬时啁啾以及峰值强度的演变规律与高斯脉冲入射时不同,脉冲波形不再总保持单峰结构,通常将经历一个从近平顶、多峰、最后到单峰的演变过程;从脉冲的前沿到后沿,瞬时啁啾也不再为线性,而是具有多个极值;峰值强度随传输距离的变化趋势也不再为单调递减,而是先增加后减小。这些变化规律还与入射超高斯脉冲的边沿陡峭程度和初始频率啁啾有关。     

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     

超高斯啁啾光脉冲在单模光纤中传输的演化行为

本文从激光脉冲在单模光纤中传输所满足的非线性薛定谔方程出发,通过分步傅里叶变换方法,数值研究了超高斯啁啾光脉冲在单模光纤中脉冲形状的演化.研究表明,超高斯脉冲在单模光纤中传输将经历一个从近平顶、多峰、最后到单峰的演变过程,且高阶色散将引起脉冲形状发生畸变;在GVD和SPM效应的共同作用下,无啁啾的超高斯脉冲在特定条件下将出现孤子演变,具有正啁啾的超高斯脉冲在传输的初始阶段,脉冲形状的变化非常剧烈,而由于负初始啁啾减弱了非线性与色散效应引起的频率啁啾,所以其脉冲波形的变化平缓一些.研究表明,SPM产生的啁啾对入射脉冲的初始啁啾有一定的补偿作用.     

半导体光放大器的超快动态增益特性

提出了一种包括载流子密度脉动(CDP)、载流子加热(CH)和光谱烧孔(SHB)效应在内的半导体光放大器(SOA)的时域动态模型。利用该模型分析了半导体光放大器中的增益饱和、超快增益动态以及光脉冲在增益饱和半导体光放大器中的波形畸变,其中重点考虑了超短脉冲的情况。模拟计算表明,对于10ps量级以下的短脉冲,分析半导体光放大器的动态增益特性时,不能忽略载流子加热和光谱烧孔等带内超快非线性效应的影响。     

基于半导体光放大器的光学向量矩阵乘法器的实现方法

提出了一种基于半导体光放大器(SOA)的光学向量矩阵乘法器(OVMM)的实现方法。与传统的向量矩阵乘法器相比,本文方法采用的是非空间光的实现方案,且SOA的增益补偿作用可对计算所得的光功率进行校正,从而提高计算精度。对提出的方法进行了1×2向量与2×2矩阵乘法运算的实验验证,结果表明可以实现向量矩阵乘法器的运算功能。利用SOA的大范围增益可调特性,可有效提高信号动态范围,利于多路信号间均匀性的改善,且易于集成。     

不同陡峭边沿的皮秒光脉冲经半导体光放大器后的时域特性分析

分析了具有不同徒峭程度边沿的皮秒光脉冲通过半导体光放大器后输出脉冲的时域特性，其中着重考虑了输出脉冲的峰值功率和脉冲宽度的变化。结果表明：输出脉冲的峰值功率、脉冲宽度与输入脉冲的峰值功率、输入脉冲边沿的徒峭程度以及半导体光放大器的偏置电流密切相关。