基于光子晶体光纤的受激拉曼散射全光波长转换研究

基于光纤中前向瞬态受激拉曼散射效应分析理论,利用光子晶体的高非线性特性,对光子晶体光纤拉曼波长转换进行了数值分析,并建立了全光波长转换设计方案的理论模型,给出了设计原理框图及实现方法。用OptiSystem对四路探测光进行波长转换仿真,仿真结果表明:所设计的全光波长转换器同时对四路探测光实现波长转换,转换输出的信号光码型和输入泵浦信号光码型一致,并且所得到的眼图线迹清晰,眼睛张开度良好。论证了该设计方案可行。     

基于碲基光纤SRS效应的全光波长转换研究

通过对碲基光纤拉曼增益谱曲线进行线性拟合,利用光纤中N信道前向瞬态受激拉曼散射效应(SRS:Stimulated Raman Scattering)的非色散限制的分析理论对碲基光纤拉曼波长转换进行了数值模拟,并对影响拉曼波长转换的因素进行了分析,同时与普通硅基光纤拉曼波长转换进行了比较。结果表明:在采用同样功率泵浦信号光的情况下,较普通硅光纤波长转换而言,利用碲基光纤进行拉曼波长转换采用的光纤长度较短,且得到的峰值转换效率高。     

基于碲基光纤的可调谐拉曼波长转换研究

通过采用可调谐激光器作为输入光源,提出一种基于碲基光纤的可调谐拉曼波长转换器,其改善了普通波长转换器若想实现一段带宽范围内的波长转换需要多个连续探测激光器的缺陷.基于受激拉曼散射效应建立理论模型,通过理论模型计算可调谐范围,并对其进行仿真验证,同时分析了可调谐范围的影响因素.结果表明,所设计的波长转换器可达到73 nm的可调谐范围,通过仿真得出的可调谐范围与理论分析基本一致,证明了此方案的可行性.     

大功率双包层光纤激光器拉曼效应分析

受激拉曼散射是大功率光纤激光器性能提升的主要限制之一.采用数值方法深入分析了大功率光纤激光器中的拉曼效应,结果表明,增大信号波长和减小腔镜反射率能有效地减小受激拉曼散射的影响;深入探讨了不同泵浦方式下激光器的拉曼特性,为选取合适的泵浦方式提供了理论依据;首次研究了空间多点泵浦情况下大功率光纤激光器中的拉曼效应,对空间多点泵浦模型中如何优化泵浦方式、合理设置泵浦点功率具有指导意义.     

双向泵浦受激拉曼散射增益谱平坦光纤放大器

研究现有的拉曼光纤放大器(Raman Fiber Amplifier,RFA)增益谱平坦化技术的不足,提出一种新型的拉曼光纤放大器的设计,即双向泵浦受激拉曼散射增益谱平坦光纤放大器。利用受激拉曼散射增益谱几乎在450cm-1波数处形成的对称结构,利用前向泵浦与信号光产生的频移对信号光进行放大作用,同时利用后向泵浦与信号光产生的频移对信号光进行补偿性的放大作用,从而实现双向泵浦受激拉曼散射增益谱平坦光纤放大器的设计。通过MATLAB的仿真验证,所设计的放大器增益平坦度高,信号光功率增益大,可实现双向泵浦受激拉曼散射光纤放大器的平坦化。     

新型多抽头复系数微波光子滤波器

基于受激布里渊散射（SBS）和可调谐多波长光纤激光器,设计了一款基于新型多抽头的复系数微波光子滤波器。该滤波器由SBS效应引入一个相移量实现复系数,通过调节SBS的泵浦光功率控制相移量的大小,进而实现滤波器的中心频率连续可调谐。实验研究了基于高掺杂铒纤的可调谐多波长光纤激光器,得到了波长间隔为0.338 nm的多达16个激光信号的稳定输出。以实验数据为抽头光源,仿真研究了SBS增益介质长度、抽头光源的数目和波长间隔对该款微波光子滤波器性能的影响。     

多泵浦拉曼光纤放大器增益均衡的研究

基于受激拉曼散射原理,根据传输方程,用数值解法计算了单泵浦输入时的拉曼光纤放大器的增益;在此基础上,计算了多信道信号输入时,多泵浦拉曼光纤放大器的增益,并和文献的实验结果做了比较;用遗传算法优化泵浦参数以实现多泵浦拉曼光纤放大器的增益均衡。 1     

波长1.65μm的光纤受激拉曼散射放大器

制成了工作波长为 1.65μm的光纤受激拉曼散射放大器。研制了波长1.53μm的双级磷酸盐光纤爱激拉曼散射转换器抽运该放大器，制成信号增益带最大值位于1.6-1.7μm的放大装置。受激拉罢散射放大器的基质是芯中GeO2分子含量25%的光纤。不同输入信号功率时的增益系数为20-25dB 。计算表明，使用标准通信光纤(GeO含量低的）可通过降低光纤接合处的光学损耗提高该系统的增益系数。     

反共振空芯光纤中氘气受激拉曼散射实验研究

报道了基于反共振空芯光纤的氘气单程和级联受激拉曼散射实验研究,详细分析了反共振空芯光纤中氘气受激拉曼散射的过程,研究了输出光谱和拉曼谱线功率随氘气压强和泵浦激光功率的变化规律,指出降低气压、采用峰值功率相对较低的泵浦脉冲可以有效抑制转动受激拉曼散射,提高振动受激拉曼散射效率。此外,通过进一步设计、拉制传输带位置合适、带宽较窄的反共振空芯光纤,利用1064 nm脉冲激光泵浦,可以实现高效的氘气一阶振动斯托克斯光(1561 nm)和二阶级联振动斯托克斯光(2925 nm)输出。     

基于拉曼晶体的多波长激光技术研究进展

利用受激拉曼散射效应,以拉曼晶体作为介质,可产生同轴输出的多波长激光信号,该种激光器具有结构紧凑、脉冲能量高和波长可调谐等特点,在全色激光成像与显示、光电对抗等领域有着重要的应用前景。本文介绍了受激拉曼散射基本原理和常用拉曼激光器结构,研究了国内外基于拉曼晶体的多波长激光技术的研究进展,总结了利用受激拉曼散射产生多波长激光存在的不足。针对目前受激拉曼散射高阶散射光较难生成,生成的多波长激光信号覆盖谱段较窄,输出功率较低,调谐方式单一等问题,提出了今后多波长激光技术发展方向。     

一种可调谐的宽带喇曼波长转换器

为了提高宽带波长转换技术的响应速度，采用高非线性光子晶体光纤，设计了一种受激喇曼散射的可调谐全光宽带波长转换器。基于光纤中喇曼效应，对光子晶体光纤喇曼增益谱采取高斯曲线进行拟合，建立了喇曼波长转换器的理论模型，并进行了仿真分析，讨论了光纤长度对转换效率的影响。结果表明，在符合通信系统的条件下，实现了100nm转换带宽，波段为1487nm~1587nm，Q因子随探测光波长变化与喇曼增益谱走势相同，其波长转换质量最优处在喇曼增益系数最大处。该研究对未来光网络的波长转换器波长分配以及光纤长度的配置研究具有参考意义。     

波分复用-光时分复用波长转换信号的消光比研究

对基于半导体光放大器(SOA)交叉增益调制(XGM)效应的全光波分复用一光时分复用(WDM—OTDM)转换后的两路时分复用输出信号的消光比(ER)特性进行了分析。研究了两路波分复用的输入抽运光和探测光的功率、波长、抽运光的消光比、数据速率以及半导体光放大器的偏置电流、腔长和模场限制因子对转换信号消光比的影响。模拟结果表明，增大抽运光输入功率，选择长波长抽运光，可以增加转换光相应信道消光比，但减小了相邻信道的输出消光比；增加抽运光消光比，可以提高转换光消光比，但各个信道增长幅度不同；减小探测光输入功率，选取短波长探测光波长，增加半导体光放大器的腔长和模场限制因子以及大的偏置电流可提高转换光消光比；对于两路或多路波分复用信号转换时分复用信号的过程中，一定要考虑转换光每个信道消光比的均衡。     

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。     

Wide-range all-optical wavelength conversion usingdual-wavelength-pumped fiber Raman converter

A wavelength conversion scheme based on a fiber Raman converter is proposed, in which an externally injected high power pump laser and the associated Stokes laser are used to assist the Raman conversion process of signal light coded with optical information. Because the Raman gain spectrum in fibers is extremely broad, a wavelength conversion device with wide-range tunability is feasible. We numerically demonstrate that wavelength conversion from 1.31 to 1.42 μm can be realized using a fiber Raman converter at up to 10 Gb/s with an efficiency of 18%. It is also demonstrated that wide range conversion from 1.31 to 1.55 μm for optical fiber communication is feasible at up to 5 Gb/s when the fiber Raman converters are cascaded twice     

光子晶体光纤中四波混频光谱增益特性的研究

采用脉冲宽度为5 ps、峰值功率为5 W的可调谐钛宝石激光器泵浦长度为4.8 m,零色散点在810 nm的光子晶体光纤(PCF),观察到四波混频(FWM)3 dB的信号光增益,信号光和闲频光的间距为20 nm.通过调谐泵浦光的入射中心波长,研究了不同泵浦波长对FWM信号增益的影响,并与理论结果进行了对比,结果表明了很好的一致性.     

Design of Hybrid Optical Amplifiers for High Capacity Optical Transmission

This paper describes our design of a hybrid amplifier composed of a distributed Raman amplifier and erbium‐doped fiber amplifiers for C‐ and L‐bands. We characterize the distributed Raman amplifier by numerical simulation based on the experimentally measured Raman gain coefficient of an ordinary single mode fiber transmission line. In single channel amplification, the crosstalk caused by double Rayleigh scattering was independent of signal input power and simply given as a function of the Raman gain. The double Rayleigh scattering induced power penalty was less than 0.1 dB after 1000 km if the on‐off Raman gain was below 21 dB. For multiple channel amplification, using commercially available pump laser diodes and fiber components, we determined and optimized the conditions of three‐wavelength Raman pumping for an amplification bandwidth of 32 nm for C‐band and 34 nm for L‐band. After analyzing the conventional erbium‐doped fiber amplifier analysis in C‐band, we estimated the performance of the hybrid amplifier for long haul optical transmission. Compared with erbium‐doped fiber amplifiers, the optical signal‐to‐noise ratio was calculated to be higher by more than 3 dB in the optical link using the designed hybrid amplifier.     

A Tunable Lyot Birefringent Filter With Variable Channel Spacing and Wavelength Using Nonlinear Polarization Rotation in an SOA

We experimentally demonstrate a tunable fiber-optical Lyot birefringent comb filter with independent tuning of the channel spacing and wavelength. The filter configuration is based on sandwiching a fiber-optic programmable differential group delay line (DGDL) and a semiconductor optical amplifier (SOA) between two polarizers. The channel spacing of the filter can be tuned by adjusting the programmable DGDL. Using the nonlinear polarization rotation effect in the SOA, the phase shift between the transverse electric and the transverse magnetic components of the input probe beam can be adjusted by varying the power of the pump light, and hence fast and continuously wavelength tuning of the filter can also be achieved. The wavelength tuning range is up to 50% of the channel spacing when the pump power is increased from ${-}$10 to 17 dBm.