一种基于SOA非线性效应的星上全光再生波长转换方案

为了解决分布式卫星光网络中频繁的信息交换和多跳转发导致信号损伤和信道拥塞严重的问题,提出了一种无需独立探测光源的再生波长转换方案。利用半导体光放大器(SOA)自相位调制(SPM)效应对光信号频谱进行展宽,再经偏移滤波后取出预变换信号;在此基础上,以预变换信号为探测光,通过SOA的四波混频(FWM)效应实现对原始信号的波长变换。研究结果表明,本文方案功率转换效率可达到23dB以上,当输入信号功率小于-23dBm时,输出信号Q因子改善超过3dB。     

光正交频分复用信号垂直泵浦全光波长变换研究

理论分析了一种基于垂直泵浦结构光半导体放大器(SOA)的偏振无关光正交频分复用(OOFDM)信号波长变换模型,实验证明了基于SOA-四波混频(FWM)的OOFDM信号波长变换的可行性,观测到OOFDM在SOA引入噪声而带来的信号劣化。实验成功实现了2.5Gbit/s光OFDM信号的波长变换,其误码率为1×10-3的接收机功率代价可以忽略,其极化敏感度小于3dB。     

基于SOA交叉增益调制的2.5Gbit/s NRZ码全光波长转换实验研究

基于SOA交叉增益调制效应(XGM)进行了2.5Gbit/s 31位非归零(NRZ)伪随机码的全光波长转换实验,分析了该方案下转换信号的消光比、信噪比、平均功率与输入连续光、信号光功率、波长的关系.实验中转换信号的光信噪比可达40dB以上,消光比和信噪比均大于10dB,符合ITU-T G.691标准.信号波长向下转换间距可达60nm,是目前基于SOA中的XGM效应进行波长转换获得的最大的波长间距.     

基于半导体光放大器色度色散补偿的研究

提出了一种新型的多波长变换方案.该方案包括一个半导体光放大器(SOA)和一个光带通滤波器(OBF).利用SOA的四波混频效应(FWM)和交叉增益调制(XGM)效应,通过调节SOA的偏置电流和信号光及抽运光的强度,可以对进入SOA的光信号实现多波长变换.实验中,实现了10Gb/s的RZ码的多路波长变换.并且对SOA中的双折射及非线性偏振旋转进行了实验研究.     

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。     

基于两级偏移滤波的波长保持型星上全光信号再生方案

针对分布式卫星光网络的动态路由特性,提出了一种基于两级偏移滤波的波长保持型全光再生方案。该方案利用半导体光放大器(SOA)和高非线性光纤(HNLF)中自相位调制(SPM)效应感应的频率啁啾具有相反符号的特点,对经过其中的信号分别进行红移滤波和蓝移滤波,从而不仅实现了对光信号的两级再生,而且有效抵消了各自滤波造成的频率偏移,实现了再生前后信号波长的连续性。同时该方案具有结构简单、体积小、重量轻等特点,能够满足星上应用对有效载荷的限制。研究结果表明:该方案能够将信号Q因子提高超过1.5dB,且与一级再生结果相比较,可以使误码率(BER)进一步降低一个量级。     

基于SOA和EAM的全光超宽带脉冲波形调制

提出了一种基于半导体光放大器(SOA)和电吸收调制器(EAM)实现超宽带(UWB)脉冲波形调制(PSM)的方案,利用SOA的交叉增益调制(XGM)和增益饱和效应产生高斯单边带(monocycle)信号,利用EAM的交叉吸收调制(XAM)效应控制泵浦光与monocycle信号的叠加,进而实现UWB PSM。与其它方案相比,本文方案具有结构简单、易于控制和色散管理相对简单的优势。利用OptiSystem7.0软件进行了仿真研究,分析了输入信号功率、调制速率和光源波长对UWB PSM信号的影响,研究了UWB PSM信号在光纤中的传输特性。结果表明,本文方案对输入信号波长不敏感。给出了输入信号功率和调制速率的优化范围。     

基于SOA非线性的全光逻辑运算的理论研究

半导体光放大器(semiconductor optical amplifier,SOA)是具有优良非线性效应的光子器件.其非线性特性在光开关、波长变换、光逻辑运算中有重要的应用.从SOA载流子的速率方程和耦合波方程出发,经理论分析对SOA增益的非线性特性进行了研究和数值模拟,并通过连续光、脉冲光同时输入及两脉冲光同时输入两种情况,对SOA的交叉增益调制(XGM)这一重要的非线性效应进行了详细的研究和数值模拟.理论分析和数值模拟表明,基于SOA的这种非线性效应可以用来实现多种全光逻辑运算.     

基于SOA的全光超宽带脉冲波形调制技术研究

提出一种基于半导体光放大器(SOA)中交叉增益调制效应(XGM)实现全光超宽带(UWB)脉冲波形调制(PSM)的新方案,只需要一个SOA,结构简单、易于集成;输出的PSM信号只含有一个波长,不需要色散介质引入时间差进行延时。利用OptiSystem7.0软件对方案进行了仿真,研究了调制信号的传输特性,并分析了各参数对调制信号的影响,得出优化范围。     

基于并联SOA的全光广播式超宽带脉冲形状调制技术

基于半导体光放大器(SOA)中交叉增益调制(XGM)效应,采用SOA的并联结构,提出了一种全光产生广播式超宽带(UWB)脉冲形状调制(PSM)信号的方案。该方案同时产生三路超宽带PSM信号,具有多用户传输数据的能力,可为多址通信作理论基础;采用相向的工作方式可以改善输出信号的消光比。利用OptiSystem7.0软件对方案进行仿真,分析了输入信号脉冲宽度、输入光功率和波长对产生的超宽带PSM信号的影响,对信号的传输特性进行了研究。结果表明,本文方案对输入信号脉冲宽度和输入光波长具有良好的容忍度,并且给出了输入光功率的优化范围。     

利用半导体光放大器和滤波器组合实现高速波长转换和码型转换

将半导体光放大器(SOA)和滤波器组合使用是实现高速全光信号处理的有效途径。利用半导体光放大器和带宽为0.32nm的可调窄带滤波器同时实现了40Gbit/s的非归零(NRZ)信号的反相波长转换(WC)和非归零到伪归零(PRZ)信号的码型转换,波长转换和码型转换的结果差异取决于滤波器中心波长相对于探测光波长的失谐量。当滤波器的失谐量为-0.24nm时,输出反相的波长转换,此时滤波器起到加速半导体光放大器增益恢复的功能。当滤波器失谐量为 0.41nm和-0.48nm时,得到非归零到伪归零的码型转换,并且产生的伪归零脉冲分别出现在非归零信号的上升沿和下降沿,此时滤波器的作用是将探测光的相位信息转换为强度信息,并且该码型转换结果兼有波长转换的功能。     

基于半导体光放大器临界激射状态的同相波长转换

基于半导体光放大器处于放大和激射之间的临界状态 ,实现了同相波长转换 ,转换后光信号与泵浦光信号有相同的比特系列 .运用放大器中存在的自发辐射光子诱发的受激辐射和入射信号光子诱发的受激辐射之间的竞争很好地解释了实验结果 .结果表明 ,此种波长转换结构简单、输出消光比不退化     

A novel wavelength conversion scheme based on a single SOA inserted MZI for all-optical switching network

A novel scheme of wavelength conversion based on single semiconductor optical amplifier (SOA) inserted Mach–Zehnder-interferometers (MZI) is proposed to resolve the optical packet contending in the paper. A signal phase adjuster is designed for MZI lower arms to change the optical signal phase difference between MZI upper arms and lower arms accurately. The SOA and input optical signal parameters are discussed and analyzed to optimize the scheme wavelength conversion performance for all-optical switching networks. Numerical analysis and simulation show that more than 20 dB contrast ratio can be achieved for the wavelength conversion at 40 Gbps. In addition, the system is simple structure, stable and photonic integratable.     

基于半导体光放大器的四波混频型全光波长转换器

本文报道了基于自行研制的半导体光放大器（SOA）的四波混频（FWM）型全光波长转换,采用环型腔掺铒光纤激光器（EDFL）作为泵浦源,实现了转换波长的连续可调。并就波长转换间距、光放大器的小信号增益和输入泵浦光功率对转换效率的影响进行了理论与实验分析,结果表明高的SOA增益和较大的输入泵浦光功率须利于转换效率的提高。     

基于光纤光参量放大的多通道全光非归零/归零码转换器

提出了一种基于光纤光参量放大器(FOPA)的多通道全光非归零码(NRZ)/归零码(RZ)调制格式转换的方案.该方案中,非归零码信号与同步的时钟抽运光共同注入到高非线性光纤(HNLF)中,由高非线性光纤构成的参量放大器把非归零码信号转换为归零码信号,同时不改变信号光的波长.多通道的码型转换器以两路10 Gb/s的非归零码进行了实验论证.转换后的归零码信号的信噪比(SNR)高于7.6 dB,其脉冲宽度约为30 ps,并且具有3dB的消光比(ER)提高.根据多通道码型转换器的实现原理,该码型转换器可以应用于40 Gb/s或更高比特率的多通道码型变换操作.     

SOA-Assisted Data-Polarization-Insensitive Wavelength Conversion in a PPLN Waveguide

We demonstrate a novel method of wavelength conversion in a periodically poled lithium niobate (PPLN) waveguide using polarization modulation and amplitude modulation of its pump. Polarization-insensitive, all-optical, intensity-to-polarization conversion in a semiconductor optical amplifier (SOA) is used to reduce the waveguide's polarization sensitivity from >30 dB to <1 dB. We demonstrate BER measurements of the converted signal at 2.5 Gb/s. We also demonstrate polarization modulation of the PPLN waveguide pump using cross-polarization modulation in highly nonlinear fiber (HNLF) at 10 Gb/s.     

增益调制型波长转换中信号光波长的选择

增益调制型波长转换中 ,为得到转换后信号最大的消光比 (ER) ,信号光波长应该比半导体光放大器 (SOA)的小信号增益峰值波长长。采用分段模型 ,考虑了SOA中增益谱的不对称性以及增益峰值波长随载流子密度的漂移 ,深入研究了信号光功率 ,ER ,参考光功率 ,波长以及SOA注入电流对选择信号光波长λpk ,s 以及消光比改善量的影响。模拟计算表明 ,信号光功率每增加 3dB ,λpk ,s 就需向长波长移动约 7nm。信号光ER增加、参考光功率增加以及SOA注入电流的增加 ,λpk ,s 需向短波长移动。消光比改善量随信号光功率和电流的增加而显著增加 ,随信号ER的增加而降低 ,但是参考光功率和波长变化时影响不大     

基于半导体光放大器的四波混频效应对正交频分复用光信号进行全光波长变换

实验研究了基于半导体光放大器(SOA)的四波混频(FWM)效应的单抽运光正交频分复用(OFDM)信号的波长变换系统.信号光源和抽运光源分别由两个不同输出波长的可调分布反馈式激光器(DFB-LD)产生.信号光源经2.5 Gb/s OFDM的电信号直接调制后再和抽运光源耦合,经光放大器后在SOA实现波长变换.实验结果显示,耦合信号经SOA四波混频效应后,产生新波长的信号光将携带OFDM信号,且转换效率与信号光和抽运光的功率、波长以及两者的偏振夹角有关.同时也测量了转换的OFDM信号的功率-误码曲线和接收星座图.     

基于半导体光放大器中交叉偏振调制效应的波长转换器

了改善基于半导体光放大器(SOA)中交叉偏振调制效应(CPM)的波长转换器的转换信号码型效应，对交叉偏振调制一半导体光放大器波长转换器的工作原理进行了分析；通过讨论交叉偏振调制一半导体光放大器波长转换脉冲的上升沿和下降沿的频率啁啾，结合滤波器的透过谱特性，提出了一种利用滤波器的波长正斜率边和波长负斜率边分别对正相转换信号和反相转换信号进行码型优化的方案，并进行了实验验证。在信号码率为10Gb／s的交叉偏振调制一半导体光放大器波长转换实验中，采用光带宽为0．3nm的JDS滤波器优化转换信号的波形，基本消除了转换信号中长“1”码和长“0”码的码型效应，并将正相转换信号和反相转换信号的功率代价分别改善了3dB以上。