利用高非线性微结构光纤实现波长变换的研究

利用自相位调制(SPM)效应和窄带滤波器在高非线性微结构光纤(MF)中实现了全光波长变换,获得了对10 Gb/s脉冲信号超过±4 nm的波长变换带宽。作为非线性介质的25 m长MF的非线性系数γ=36 km-1.W-1,约是传统色散位移光纤非线性系数的20倍。高非线性MF在波长1 550 nm处色散值约为+150 ps/nm-km。     

基于微结构光纤的10 GHz超过1100信道的平坦超连续谱光源

报道了一种基于微结构光纤的宽带、平坦超连续谱(SC)光源。利用锁模半导体激光器产生的1.6ps,重复率为10GHz的光脉冲,通过一段80m的色散平坦高非线性微结构光纤(HNL-MF),在1.55μm波长区域产生了谱宽超过100nm的平坦超连续谱。实验中采用的微结构光纤的非线性系数约为11W-1·km-1。光纤具有小的正常色散和平坦的色散特性,在1550nm波长处,光纤的色散值约为-0.58ps·nm-1·km-1,而在1500～1650nm波长范围内,光纤的色散值变化小于1.5ps·nm-1·km-1。实验中获得的宽带、平坦超连续谱在1503～1593nm宽达90nm的波长范围内,具有±2.5dB的平坦度。该宽带、平坦超连续谱能同时提供波长间隔为10GHz,超过1100路的多波长载波信道。通过对光谱滤波,获得了速率为10Gbit/s的多波长脉冲序列。这样的超连续谱光源在波分复用(WDM)光通信系统、光波长变换等方面都有重要的应用。     

微结构光纤正常色散区飞秒激光脉冲传输光谱展宽的功率饱和效应

利用自制的微结构光纤进行了飞秒激光脉冲传输实验,输入激光脉冲的中心波长为800 nm,位于微结构光纤的正常色散区。随着输入激光脉冲的平均功率从220 mW逐渐增大到300 mW,输出光谱同时向长波和短波方向展宽,光谱中的反斯托克斯线对应的能量逐渐占据主导地位。平均功率达到280 mW时,光谱的展宽范围不再增大,显示出了一种功率饱和效应。在微结构光纤的正常色散区实现了波长从560~960 nm的20 dB展宽谱。     

宽带可调谐光纤光栅色散补偿器系统设计

文章提出一种在光纤光栅自身热膨胀效应产生啁啾的基础上,利用铝片热膨胀系数比较高的特点产生应力来增强光纤光栅啁啾,从而实现了宽带、大范围色散调谐的新型光纤光栅色散补偿器。该色散补偿器能够分别对群速度色散及中心波长独立调谐。实验结果表明,在中心波长为1 551.25nm处,能够实现>1.5nm的色散补偿带宽,-350～-690ps/nm的群时延色散调谐范围;在色散为-660ps/nm情况下,能够实现中心波长1nm的偏移。     

基于组合包层的微结构光纤的色散特性

为了获得微结构光纤的平坦色散特性,设计了一种圆形排列的微结构光纤,其包层由周期分布的空气孔构成,通过有限元数值分析法对该微结构光纤基模的色散特性进行了数值仿真,研究了色散和纤芯圆孔尺寸以及波长的关系。结果表明:内外空气孔间距和直径对微结构光纤的色散曲线都有影响,但内包层大孔间距和第一圈小空气孔的直径对色散曲线的走向起决定作用。在内圈空气孔直径为3.1μm,其他空气孔直径为1.0μm,内圈空气孔中心间距为5μm,其他空气孔中心间距为4μm时,光纤在1.3μm波长的色散为19.5ps/(nm·km),在1.6μm波长的色散为26.5ps/(nm·km),在1.3～1.6μm波长范围内,其色散值变化范围为7ps/(nm·km)。     

利用正常色散微结构光纤产生平坦的超连续谱

利用1.7 ps、中心波长为1565 nm和重复率为10 GHz光脉冲入射到80 m具有小正常色散的色散平坦高非线性微结构光纤(HNL-MF)中,在通信波段获得平坦展宽超过100 nm的超连续谱.除了在泵浦波长附近几nm波长范围内具有小的谱峰外,超连续谱在1 512～1 612 nm内具有±3 dB的平坦度.同时研究了不同泵浦波长情况下超连续谱产生的情形,由于不同泵浦波长处光纤的色散斜率不同,因此对超连续谱对称性产生一定的影响,色散斜率越小,产生的谱的对称性也越好.     

高非线性微结构光纤中2R光再生的实验研究

利用80 m长的高非线性(HNL)微结构光纤(MF),进行了基于自相位调制(SPM)效应和偏移滤波的全光2R再生实验.采用的MF的非线性系数约为11 W-1·km-1,具有小的正常色散和平坦的色散特性,在1 550 nm波长处色散值约为-0.58 nm-1·km-1,而在1 550～1 650 nm波长范围内的色散值变化小于1.5 ps·nm-1·km-1.通过调节入射MF的功率和可调谐滤波器的参量,可以实现全光2R再生.     

方形纤芯六边形微结构光纤的色散特性研究

本文设计了一种纤芯为正方形的微结构光纤,六边形周期分布空气孔组成包层,基于comsel软件,使用有限元分析法,对此微结构光纤基模的色散特性进行数值仿真,研究了色散和纤芯圆孔尺寸以及波长的依赖关系.当d=1.2μm,Λ=2.0μm,d1=1.2μm时,在1.3~2.0μm波长范围色散相差大约在4ps/(km·nm).     

宽带色散补偿模块的开发

文章从理论出发设计了一种色散补偿光纤波导结构,并制备出一种高性能的色散补偿光纤.测试结果表明:该色散补偿光纤在1 525～1 625 nm波长范围内具有较大负色散,1 545 nm波长的色散系数为-141 ps/(nm·km).采用该色散补偿光纤成功制备出宽带色散补偿模块.G.652光纤传输链路经过该色散补偿模块的补偿后,C波段的残余色散小于5.0 ps/nm,C波段色散斜率也实现了100%的补偿.     

色散平坦光子晶体光纤中实现光波变换的研究

基于四波混频(FWM)效应,在色散平坦光于品体光纤(PCF)中实现了全光波长变换.采用长度为30 m、具有小的反常色散值的高非线性色散平坦PCF对10 Gbit/s的信号进行了波长变换,当平均泵浦功率为26dBm时,在20 nm转换带宽内得到了-19.5 dB的转换效率;用具有小的正常色散值的高非线性色散平坦PCF替代原光纤,进行了实验与理论比较.研究结果表明:利用两种不同的光纤得到了儿乎相同的转换效率和转换带宽.     

Highly efficient four-wave mixing in an optical fiber with intensity dependent phase matching

Wavelength conversion via four-wave mixing in an optical fiber is investigated under a pump intensity dependent phase-matching condition. To obtain a high conversion gain, we use a fiber with a small mode-field diameter (4.2 /spl mu/m) and a small dispersion slope (0.0307 ps/km/nm/sup 2/). When the signal wavelength is set so that it is 9.2 nm longer than the zero-dispersion wavelength of the fiber, we obtain a wavelength conversion gain of greater than 5 dB over a pump wavelength region of more than 8 nm.     

Pressure-dependent Sellmeier coefficients and material dispersionsfor silica fiber glass

The pressure-dependent Sellmeier coefficients are essential to characterize the optical design parameters for the optical fiber communication systems under deep sea environmental conditions. These coefficients are calculated for densified silica glass for the first time to compute the pressure dependence of material dispersion at any wavelength from the ultraviolet (UV) to 1.71 μm. The zero dispersion wavelength λ₀ (1.2725 μm at 0.1 10⁶ N m ^-2) varies linearly with pressure, and dλ₀/dP is 0.0027 nm/(10⁶ N m^-2). The calculated value is approximately one-third of the experimental value of 0.0076 nm/(10⁶ N m^-2) for a germanium-doped dispersion shifted fiber having λ₀=1.5484 μm and -0.0070 nm/(10⁶ N m^-2) for a pure silica-core fiber cable having λ₀ =1.2860 μm. Since, the refractive indexes are increased with pressure, the negative value of shift of the zero-dispersion wavelength is erroneous. The explanations are due to Ge-doping in silica glass, a possible temperature fluctuation of 0.16°C in the pressure-dependent measurement system of the zero dispersion wavelength and different experimental conditions of the silica glass and the optical fibers. This anomaly can also be attributed to the internal strain development at the core-cladding and fiber-jacketing boundaries due to pressure, which shows a larger experimental value. It accounts for the experimental values satisfactorily     

基于多孔光纤的参量波长变换

通过改变多孔光纤中的芯区面积、空气孔的直径和分布．可以灵活地设计其导波特性。利用耦合波方程分析了参量波长变换的基本原理．讨论了信号波长固定情况下相位失配和抽运波长之间的关系。对基于多孔光纤的参量波长变换的转换效率进行了数值模拟．并和实验测量的数据进行了比较．结果表明它们的结果相一致。采用15m长的多孔光纤可以获得约10nm的3dB调谐带宽．最大转换效率约为-16dB．并且采用较低色散斜率值的多孔光纤可以进一步增大调谐范围。因此．利用多孔光纤可以实现紧凑的波长变换器。     

48 fs,108 MHz色散管理孤子掺Er3+光纤激光器

提出了一种基于商售光纤构建的适用于精密光谱光频梳应用的100 MHz重复频率色散管理孤子光纤激光器的设计方案.通过采用低负色散光纤调控重复频率、高正色散光纤增大腔内脉冲呼吸比,构建了重复频率为108 MHz、中心波长为1550 nm的基于正色散掺铒光纤的色散管理孤子光纤激光器,该激光器腔内净色散为-0.0023 ps2,直接输出脉冲宽度为70 fs,经光纤压缩后脉冲宽度为48 fs,且脉冲中心波长处在1550 nm.     

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。     

基于EDFA+NDF的AOWC转换效率的仿真研究

介绍了基于EDFA+NDF实现波长转换的理论模型,借助OptiSystem软件重点研究了影响波长转换效率的几个特性参数,即EDFA的泵浦增益值的大小、光纤的衰减系数、非线性色散光纤的长度和光纤的有效面积,最后给出一组合理的参数使波长转换器有15.149dB的转换效率,这对于优化基于ED-FA+NDF的全光波长转换器有重要参考价值.     

Increase of the SBS threshold in a short highly nonlinear fiber byapplying a temperature distribution

We evaluate numerically and experimentally the stimulated Brillouin scattering (SBS) threshold increase for a short, highly nonlinear GeO₂-doped fiber by applying different temperature distributions along the fiber. The temperature coefficient for the Brillouin frequency downshift is measured to 1.2 MHz/°C. A threefold SBS threshold increase is obtained for a 100-m long highly nonlinear fiber with a 140°C temperature gradient. The proposed scheme is implemented in a wavelength converter based on fiber optical four-wave mixing (FWM). The SBS suppression scheme shows negligible influence on the FWM efficiency as well as the wavelength conversion bandwidth. The temperature coefficient for the zero dispersion wavelength is measured to 0.062 nm/°C     

Temperature-dependent Sellmeier coefficients and chromaticdispersions for some optical fiber glasses

Temperature-dependent Sellmeier coefficients are necessary to optimize optical design parameters of the optical fiber transmission system. These coefficients are calculated for fused silica (SiO₂ ), aluminosilicate, and Vycor glasses for the first time to find the temperature dependence of chromatic dispersion at any wavelength from UV to 1.7 μm. The zero dispersion wavelength λ₀ (1.273 μm for SiO₂, 1.393 μm for aluminosilicate, and 1.265 μm for Vycor glasses at 26°C) varies linearly with temperature, and dλ₀/dT is 0.03 nm/K for aluminosilicate and Vycor glasses, whereas for SiO₂ it is 0.025 nm/K. This study interprets the recently observed experimental value of dλ₀/dT for two dispersion shifted optical fibers; and the dominantly material origin of dλ₀/dT is confirmed here as a fundamental property of the optical fiber glasses