基于缓变上升沿泵浦光的布里渊慢光研究

为了增加布里渊慢光的时间延迟,减小脉冲展宽,利用迎风格式的有限差分法对光纤中受激布里渊散射耦合方程组进行数值求解,分析了具有缓慢变化上升沿的连续光作为泵浦光时,光纤输出端斯托克斯光的时间延迟和脉冲展宽因子随增益的变化情况。数值结果表明:具有缓慢变化上升沿的泵浦光可使高斯长脉冲FWHM(半宽全高)为120ns的时间延迟增加到52ns,高斯短脉冲(FWHM为20ns)的时间延迟增加到64ns,同时可减小高斯长短脉冲的展宽。     

基于多点耦合内切的光纤谐振环慢光系统转动传感理论

为满足惯性制导对高精度、高稳定度陀螺仪的需求,进行了对基于高色散谐振环结构的光纤陀螺原理研究.在一些高色散耦合谐振环结构中,其色散性质使其系统传递函数对相位微扰十分敏感,可以对萨格纳克相移起到放大作用,从而大大提高传感灵敏度.理论与仿真研究结果表明:多点耦合内切谐振环慢光结构系统能够同时满足实现高灵敏度转动传感所要求的“方向性条件”和“高群折射率(慢光)”两个基本条件,且具有进一步使群折射率比传统结构高出几个数量级的潜力.同时,由于该结构系统可使用定向耦合器来方便搭建,具有用来制作低成本、高灵敏度的光纤陀螺的潜力.     

光子晶体光纤布拉格光栅慢光的研究

采用改进的全矢量有效折射率法和耦合模理论,研究了光子晶体光纤布拉格光栅长度、占空比、光栅周期与慢光的变化规律。结果表明当光栅长度和光栅周期不变时,随着包层空气孔占空比的增大,光栅的慢光峰值波长出现蓝移,且时延量逐渐减小;1.06 cm 长的光子晶体光纤布拉格光栅可以产生约52 ps 的线性时延;光栅长度越大,慢光时延量越大;优化结构参数,在光子晶体光纤布拉格光栅的时延谱的侧瓣附近会产生最大群速度为c/371 的慢光峰。     

基于FBG的多级延迟SBS结构的慢光系统研究

设计一种基于光纤布拉格光栅(FBG)的多级延迟受激布里渊散射(SBS)结构的慢光系统.实验中采用2个FBG和一段15 km标准单模光纤(SSMF),利用光栅不同的反射特性,使信号光和泵浦光可重复通过同一段光纤相互作用,在仅使用一段光纤情况下达到双级时延的效果,并且FBG对信号光同样具有一定的延迟.实验结果表明,在展宽S...     

基于优化纵模间隔的布里渊散射慢光的研究

理论分析了多纵模布里渊(Brillouin)泵浦慢光的纵模间隔对信号增益与延迟的影响,结合信号的展宽特性,发现当纵模间隔与本征布里渊谱宽的比值小于0.3时,信号增益与延迟的波动可以忽略。提出并验证了基于半导体光放大器(SOA)的宽带多纵模布里渊泵浦慢光的方法,输出布里渊泵浦源的带宽与SOA偏置电流的斜率约为6.8MHz/mA,当环形腔中的损耗值为8dB、且偏置电流为120mA时,获得了11.5GHz宽带的泵浦源,其纵模间隔为6MHz。利用8Gbit/s的高速信号,在布里渊增益为4dB时,获得了130.0ps的延迟。     

Numerical investigation of system performance in SBS slow light using filtered incoherent pump

Slow light based tunable delay line has been a potential enabler for all-optical networks. We numerically investigate the transmission performance incorporating the signal bandwidths into the incoherently pumped stimulated Brillouin scattering (SBS) slow light systems. Both the gain and loss part of the SBS spectrum are taken into account for more accurate comparison. Simulation results are illustrated in terms of the normalized delay and signal Q-factor products for both 2.5-Gb/s and 10-Gb/s on–off-keying (OOK) transmission systems. Optimization guidelines are given under different circumstances.     

基于光纤Sagnac滤波的掺铒光纤激光温度传感系统北大核心CSCD

提出并设计了一种基于光纤Sagnac滤波的掺铒光纤激光器,激光器谐振腔分别由两支3 dB光纤耦合器相对熔接构成,选用4 m长度的掺铒光纤作为增益介质。Sagnac环由一段长度为2 m的领结型保偏光纤、2×2耦合器以及偏振控制器构成,所形成的梳状光谱周期为2.67 nm。激光器阈值为36 mW,将Sagnac环作为传感单元进行温度测试,在40到140℃温度范围内,每隔10℃对单波长激光光谱进行一次采集,激光中心波长由1558.44漂移至1560.6 nm,温度灵敏度为22.3 pm/℃,功率波动小于2.753 dB,线性度为0.997,并且显示出良好的温度重复性。实验中对单波长激光的光谱稳定性进行了测试,功率波动优于0.962 dB。实验中,通过调节偏振控制器获得了双波长激光输出,波长间隔2.56 nm。     

Study of distributed erbium doped fiber amplifier

Basing on analyzing distributed erbium-doped fiber amplifier(d-EDFA) of evenly doped density along propagating direction, we put forward two sort d-EDFAs of slowly and linearly variously doped density along propagating direction: one-variation and two-variation d-EDFA. By using convective equations, we study the propagating properties of signal and noise in three sort d-EDFAs. Noise figure, signal-noise ratio, necessary pump and optimal pump period also are studied, under both transparent transmission and optimal doped density.     

Stimulated Brillouin scattering slow light in high nonlinearity silica microstructure fiber

The feasibility and high delay efficiency of the stimulated Brillouin scattering (SBS) slow light under different pump wavelengths in a high nonlinearity silica microstructure fiber (HNL–MSF) are demonstrated experimentally. Up to 14 ns time delay is achieved by the HNL–MSF under relative low pump power (～200 mW) and short fiber length (25 m), showing that the time delay efficiency of the HNL–MSF is four times higher than that of the single mode fiber (SMF). As a result, the transit time of the signal pulse can be reduced by shortening the fiber length because of the high nonlinearity due to the small mode area, leading to an improvement of the control rate of the fiber-based SBS slow light technique. Further improvement of the control rate could be expected by combining the structure design and the fiber material selection.     

基于慢光效应的解波分复用器的设计与研究

为了设计一种基于正方晶格光子晶体波导的三端口解波分复用器,利用光子晶体的光子带隙特性和光在光子晶体慢光波导中的传输特性,并采用平面波展开法及时域有限差分法对解波分复用器的特性进行了理论分析,数值计算了解复用器的空间和光谱分布特性。结果表明,调整波导中与波导紧邻的第1排柱子的位置,使三部分波导中传输的慢光频率发生改变,通过合理的结构设计,利用慢光模式传输的特点将不同频率的光从不同的输出端输出,可实现解复用的目的。     

梯度掺稀土光纤的制备工艺研究

为了提高掺稀土光纤的纵向温度分布均匀性和受激布里渊散射效应的阈值功率,研究了光纤纵向距离上稀土离子掺杂浓度呈梯度分布的掺稀土光纤的制备方法.分析了制备梯度掺稀土光纤预制棒的工艺要求与光纤几何尺寸的关系.基于离子液相掺杂方法,采用疏松层分区多次浸泡技术,在光纤预制棒中仅为28.0 mm的长度区间内,镱离子实现了含四个"台...     

基于涡旋光的光纤干涉型应力传感器

为了进一步增大光纤应力传感的测量范围,设计了一种基于涡旋光束与平面波光束干涉的光纤马赫-曾德尔干涉型(MZI)应力传感器,提出一种新型应力解调模型。利用主成分分析法提取了叉状干涉图样集的主要特征,得到两光束间相位差与其对应干涉图样对于主要特征的相关系数之间的关系,并根据应力-相位差关系,进而得出了应力与相关系数之间的关系;搭建了基于涡旋光束与平面波光束干涉的应力传感实验系统,研究了系统的应力传感响应特性。实验结果表明:该传感器的应力响应灵敏度为0.25694 rad/MPa,最大应力测量量程为3392με。     

光纤中的SBS反射率和波形研究

从理论和实验上研究了不同焦距下泵浦能量以及透镜与光纤间距对多模光纤中的SBS能量反射率和脉冲波形的影响。理论模拟采用一维瞬态SBS数值计算模型和边界噪声输入法，得到了SBS反射率和脉冲上升沿的变化规律。实验上采用1.06μm的YAG激光器和无掺杂多模阶跃石英光纤，测得了能量反射率和波形的变化规律，获得的最大反射率为69%，脉宽压缩比为3:1-2:1。计算结果与实验结果符合较好。     

纤芯掺杂对光子晶体光纤特性的影响研究

利用COMSOL Multiphysics软件进行仿真,计算了光子晶体光纤不同掺杂半径下,导波基模有效折射率的分布,并与传统光纤相比,得出表现光子晶体光纤特性的最佳掺杂半径大小范围.分析了非线性系数受掺杂半径的影响,为更好地设计光子晶体光纤光栅提供理论依据.     

基于SOA四波混频效应的慢光特性研究

根据行波SOA的四波混频效应,讨论了不同参数条件下的慢光时延特性。采用SOA分段模型,定量分析了光时延量与偏置电流、频率失谐、泵浦光功率的关系,以及泵浦光功率、载流子寿命的改变对工作带宽的影响。结果表明:可以通过调节频率失谐、偏置电流等参数对光时延量进行控制,增加泵浦光功率或抑制载流子寿命均可提高工作带宽。     

基于色散控制的主动锁模掺镱光纤激光器设计

设计了一种基于色散控制的相位调制锁模掺镱光纤激光器。针对相位调制锁模中模式跳变现象,基于非线性薛定谔方程,建立了光脉冲在光纤激光器系统中演变的数学模型,通过数值仿真研究了色散对脉冲稳定性的影响。在光纤环形腔中加入光子晶体光纤实现色散补偿,解决了输出脉冲在两个相位差为π的模式间跳变引起的不稳定问题。在稳定锁模的前提下,进一步分析了激光器关键参数（非线性系数、小信号增益系数、调制频率和调制深度）对输出脉冲时域特性的影响。结果表明,在腔内平均色散为－19 ps2／km 时,激光器工作在稳定锁模区域,产生重复频率4．918 GHz,脉宽2．54 ps 的锁模脉冲,这对于后续实验中的优化设计具有指导性意义。     

掺铒光纤ASE宽带光源的实验研究

掺铒光纤ASE源是一种优良的宽带光源,受到人们广泛关注.实验研究了掺铒光纤ASE宽带光源单、双程结构后向ASE输出光谱特性,当泵浦光中心波长为1480 nm时,分别考察了掺铒光纤长度、泵浦光功率对后向ASE输出平坦区间宽度和平坦度的影响.通过对两种结构下后向ASE输出光谱的分析比较发现,双程结构在L波段长波长处,尤其是1570～1620 nm波长范围,功率显著提升,从而使得ASE光谱的平坦区间宽度增大,平坦度提高.所得实验结果将为掺铒光纤ASE宽带光源的研制提供依据.     

光强控制非线性布喇格光纤光栅慢光特性研究

为了在光纤通信网络中控制光的传播速度以实现全光路由及全光缓存,构建了耦合模传输模型,采用含时推移变量的传输矩阵方法,数值研究了光强控制下非线性布喇格光纤光栅(NLBG)的慢光特性。结果表明,NLBG禁带位置具有强烈的光强依赖性,入射光强的变化能够有效改变光的传输群速度,对于输出脉冲未展宽的情况,普遍可以得到100ps以上的输出脉冲时延,且当入射光强一定时,NLBG的长度变化对光的传播群速度也有显著的影响。     

水解-熔融法制备掺镱光子晶体光纤的研究

采用水解-熔融法制备高浓度掺镱双包层石英光子晶体光纤,通过对该制备方法及原理的探索研究,根据98.3%SiO2、0.2%Yb2O3、1.5%Al2O3(摩尔比)的配方进行设计,制备出高浓度镱离子掺杂的石英基双包层光子晶体光纤。该方法可有效提高稀土离子的掺杂均匀性。     

光子晶体线缺陷波导中的慢光研究

研究了线缺陷光子晶体波导中的慢光现象。运用平面波展开法对线缺陷光子晶体波导结构进行了模拟计算,分析了填充因子作为敏感结构参量,其变化对色散性质和群速度的影响。发现光子晶体的填充因子决定了光子晶体带隙中导模的传输特性。随着填充因子的增加,光子晶体波导中的群速度先增大再减小。可以证明,通过改变光子晶体的填充因子,群速度可以达到0.01c以下。