光纤水听器无电中继远程解调系&统噪声优化

光纤水听器无电中继远程解调系统的噪声主要来源于放大自发辐射(ASE)噪声和双重瑞利散射(DRS)噪声。为了优化系统噪声并提升系统的性能,通过噪声拟合方法实验分离了ASE噪声和DRS噪声对系统相位噪声的影响。结果表明ASE噪声是实验系统的主要噪声源,但DRS噪声也会成为降低系统相位噪声的限制因素。理论分析并实验验证了光源相位调制方案对两种噪声源的抑制效果,通过铌酸锂相位调制器对100km远程解调系统的光源施加幅度为2.2rad、频率为40 MHz的正弦相位调制,ASE噪声功率下降了5.2dB,DRS噪声功率下降了6.2dB,系统总相位噪声下降了5.2dB。     

多信道WDM系统非线性相位噪声的研究

利用在频率范围内的噪声传输函数研究当色散主导和非线性主导时非线性相位噪声传输,并基于多信道多光纤段的WDM系统,利用LEM-SSFM数值方法计算非线性光纤系统的SNR,从传输距离,信号功率和放大器的数量三个角度研究非线性相位噪声的传输及其对系统性能的影响。     

RZ-DPSK传输系统相位噪声的比较分析

建立了单信道40Gbit／s归零-差分相移键控码（RZ-DPSK）传输系统模型，详细地分析并比较了线性相位噪声和非线性相位噪声对系统性能的影响。结果表明，由放大器自发辐射（ASE）噪声带来的线性相位噪声对传输系统的性能影响最大，ASE与自相位调制（SPM）相互作用引起的Gordon-Mollenauer（G-M）相移次之，带内四波混频（IFWM）的影响最小。在最优输入功率的条件下，由ASE带来的线性相位噪声引起的系统差分相位Q值代价大于204dB，由G-M相移引起的系统差分相位Q值代价小于7．5dB。仿真结果表明，对于采用掺铒光纤放大器（EDFA）级联放大的单信道40Gbit／s RZ-DPSK传输系统，ASE噪声是限制系统无中继传输距离的最主要因素。     

基于XGM的SOA波长变换器噪声特性分析及实验研究

本文将半导体光放大器的ASE噪声功率引入到SOA分段动态模型,得到随SOA长度变化的ASE噪声功率,并讨论了偏置电流、泵浦光功率、SOA长度对变换性能影响.理论计算结果表明,大的偏置电流有利于提高消光比(ER)和信噪比(SNR);对于长度一定的SOA和一定的偏置电流,泵浦光功率存在最佳值;SOA长度存在信噪比最佳值.我们对2.5Gbit/s SDH信号进行了XGM方式波长变换,实验结果与理论分析一致.     

光纤环形谐振腔输入功率波动对谐振式光纤陀螺的影响

谐振式光纤陀螺是一种基于Sagnac效应的高精度惯性传感器。作为一种互异性噪声,光纤谐振腔输入功率的波动会造成陀螺的检测误差。首先,分析了光纤谐振腔输入功率波动产生噪声的机理。通过对不同输入功率下的谐振腔传输特性和陀螺解调输出的理论及实验分析得到了谐振腔输入功率波动引起的检测误差的表达式。当输入角速度为500（）/s、输入功率为0.69 mW时,0.007 5 mW的功率波动会引起5.26（）/s的检测误差。其次,研究了谐振腔输入功率波动对陀螺标度因数的影响。通过计算发现随着输入功率波动的增大,解调曲线的线性区将会发生扭曲,同时陀螺的标度因数非线性度会恶化,为谐振式光纤陀螺中输入功率波动噪声的估测提供了参考。     

工作波长为1.05—1.3μm的高亮度InGaAsP/InP双异质结发光二极管(面发光型)

长波长LED目前已可用于长距离、高数据速率的光纤通信系统。与激光器相比,其主要优点如下: (1) 可靠性高,寿命可达10~9小时; (2) 不存在模式噪声和自振荡问题; (3) 温度性能好; (4) 使用简便,价格低。通过改进光纤耦合方法,适当控制器件工艺参数,目前已使出纤功率大为提高,谱宽也相应减小。并且响应速度也可作得很高。长波长LED与短波长LED相比,在传输距离和数据率方面远为优越,如图1所示。     

两段级联宽带碲基掺铒光纤放大器特性研究

利用四能级结构速率方程组和光功率传输方程组,研究了在碲基掺铒光纤(EDTF)中内插一个光隔离器、形成两段级联的碲基掺铒光纤放大器(EDTFA)后对EDTFA性能的改善.结果表明,在给定泵浦方式、泵浦功率、纤芯掺杂浓度和输入信号功率条件下,两段级联EDTFA可以有效的抑制光纤中反向传输放大自发辐射(ASE)噪声,降低反转粒子数的消耗,从而提高信号增益、输出功率,并且降低了噪声系数.对不同光纤长度和光隔离器内插在光纤中不同位置的研究表明,当光纤为最佳长度和光隔离器在最佳位置处时,可使短波长信号增益增加10 dB,噪声系数减小1 dB,并进一步增加了放大带宽以及功率转换效率.     

相干光码分多址系统中拍频噪声的影响

随着相位编解码器关键技术的突破,精确分析相位编码光码分多址(OCDMA)系统误码率性能显得十分必要.本文研究了相干光码分多址系统中拍频噪声、多址干扰、散粒噪声和热噪声对系统性能的影响.在充分考虑了干扰信号输入光偏振影响的情况下,根据系统噪声和干扰的矩母函数.采用高斯近似的方法得到误码率的计算公式,并比较了多址干扰和拍频噪声对系统性能的影响.当所有干扰用户与目标用户平行时得到误码率上界;当所有干扰用户与目标用户垂直时得到误码率下界;干扰用户随机偏振时的误码率介于两者之间.结果表明:拍频噪声是影响相干OCDMA系统性能的主要因素;随着接收光功率的增加,干扰信号偏振对系统误码率的影响趋于明显.当系统误码率小于10-10时,误码率随用户数目的增加迅速增加;当误码率大于10-10时,误码率随用户数目的变化缓慢.     

光纤陀螺光源误差及消除方法分析

分析了光源强度噪声对光纤陀螺极限灵敏度的影响。分析表明,当光功率大于十几微瓦时,陀螺的等效噪声相位差和极限灵敏度将趋于一饱和值,开环和闭环陀螺的饱和极限灵敏度分别为0.06deg/h和0.04deg/h,不能满足高精度陀螺的要求,必须采取措施进行消除光源强度噪声的影响。介绍了一种光源噪声消除方法,将光源耦合器盲端光束利用起来,利用两路光束中光源强度噪声的相关性,经过适当的增益调节和延时调节,即可将光源强度噪声有效的消除。     

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.     

分布拉曼光纤放大的实验研究

采用符合ITU-T标准的G波段40信道波分复用(WDM)光源对分布式拉曼放大器(DRA)的特性进行了实验研究。对不同抽运方式及不同光纤长度的分布式拉曼放大器性能作了较为详细的报道。在抽运功率相同的条件下，选用50km单模光纤对比研究了不同抽运方式的拉曼放大器增益和噪声。通过对不同光纤长度的分布式拉曼放大器的实验研究发现，在较低抽运功率且输入信号功率较低的情况下，随着光纤长度增加，拉曼增益也增加，有效噪声系数减小。研究了分布式拉曼放大器对波分复用通信系统信噪比的改善，实验发现不同抽运功率下，拉曼放大器对系统信噪比的改善随抽运功率增加而增加，但是不成线性关系，而且最终会出现饱和。     

IRA码在远程光纤通信系统中的应用

前向纠错码 (FEC)是光纤通信系统提高系统容量的一项关键技术。在远程光纤信道中 ,放大器自发辐射 (ASE)噪声是主要噪声源。FEC在光纤通信系统应用时 ,通常用高斯分布估计ASE噪声。本文提出用x平方律分布模型代替高斯信道模型 ,并将高性能的不规则重复累积 (IRA)码应用于远程光纤通信系统。仿真结果表明 :IRA码的性能优于RS码、Turbo码等 ,而且x平方律信道的性能优于高斯信道。     

一种ASE光源的性能优化方法

为了提高光源的各项性能,设计了一系列实验,用以验证掺铒光纤长度及泵浦源功率对光源性能的影响。采用实验的方法,分析了常温情况下,由不同长度掺铒光纤的变化所导致的ASE光源输出光的光功率、中心波长及谱宽变化,得到了在不同泵浦源功率时,掺铒光纤长度的变化对整机性能的影响,以及出光光功率和谱宽变化的实验曲线,从中发现在光纤长度为22 m时,光源工作性能最佳。这对ASE光源的器件选择及系统优化具有参考价值。实验结果表明,掺铒光纤长度对1 550 nm单通后向出光ASE光源的光源输出功率和谱宽性能均有影响。     

一种基于改进DD-RLS的非线性相位噪声追踪算法

在相干光纤通信系统中,为了提高接收端的相位追踪算法性能,提出了一种相位追踪算法——基于改进的判决导向递归最小二乘(DD-RLS)算法,将改进的DD-RLS算法和非线性前补算法结合应用于WDM相干光纤系统中抑制交叉相位调制(XPM)。传输仿真结果表明:该算法能够有效抑制系统中的XPM效应,在1000 km的11个信道的波分复用(WDM)系统传输中,相比传统DD-RLS算法,该算法能够更好地追踪相干WDM系统中的非线性相位噪声,信号Q~2值提高了0.8 dB。     

Impact of spectral inverter fiber length on four-wave mixingefficiency and signal distortion

We compare the performance of spectral inversion through four-wave mixing in a long (13.5 km) and a short (1.5 km) dispersion-shifted optical fiber, respectively. While the effectiveness of the long fiber is limited by nonlinear phenomena such as stimulated Brillouin scattering and cross-phase modulation, the effectiveness of the short fiber is limited only by the available power, since the critical power levels where the deleterious nonlinear phenomena occur increase when the fiber length decreases. With the requirement of negligible spectral deformation of the inverted signal, the shorter fiber gives 60% higher conversion efficiency and four times more converted optical power. Measured with 12-nm wavelength conversion from the signal to the inverted replica     

双包层光纤放大器小信号时放大的自发辐射特性研究

基于速率方程,针对不同的泵浦方式,对双包层Er^3＋／Yb^3＋共掺光纤放大器小信号放大时放大的自发辐射（ASE）特性进行了全面研究。研究结果表明：反向泵浦时,ASE＋输出功率大于ASE-输出功率,各波长分量对ASE＋输出功率的贡献大于该波长分量对ASE-输出功率的贡献;增加纤芯数值孔径,无论正向泵浦还是反向泵浦,ASE输出功率都单调减小;当包层对芯径面积之比小于某一特定值时,对于反向泵浦,ASE＋输出功率大于ASE-输出功率。这些特点显示了小信号放大时ASE与大信号放大时ASE所存在的差异。     

宽带Er-Tm共掺石英光纤放大自发辐射特性分析

探索了新型Er-Tm共掺石英基质超荧光光纤光源的特性，在粒子数方程和功率传输方程的基础上对其放大自发辐射（ASE）特性进行了理论分析。在单向泵浦中，分析了泵浦功率和信号功率随光纤长度的变化特性，描述了在不同光纤长度、离子浓度及泵浦功率下信号谱的变化趋势；在双向泵浦中，讨论了泵浦功率和信号功率随光纤长度的变化特性以及信号谱相对于光纤长度和泵浦功率的稳定性。结果显示，利用Er-Tm共掺石英基质光纤可以获得稳定的100nm放大自发辐射带宽，大约是传统掺铒光纤超荧光光源带宽的两倍，但输出功率比后者低3个量级以上。     

波长可调节全正色散掺镱锁模光纤激光器的放大特性

高功率,波长可调超短脉冲光源具有重大的应用价值。采用掺镱光纤放大的全正色散锁模光纤激光器能够满足以上优质光源的要求,并且结构紧凑。通过实验全面探索了波长可调节全正色散锁模光纤激光器的放大特性。分析了小信号增益系数随着信号光波长的变化。发现最大增益出现在波长为1 030 nm 附近,并且增益随着信号光波长的增大而减小,这是由于掺镱光纤的增益谱特性决定的。也分析了增益系数随泵浦光功率的变化,观察增益饱和现象和放大自发辐射噪声。也讨论了种子脉冲在放大器中的时域与频域畸变。发现脉冲因为群速度色散而轻微展宽,频谱因为自相位调制也会发生轻微展宽。     

基于LPFG滤噪和混合放大的长距离FBG传感器系统

设计的基于长周期光纤光栅(LPFG)滤噪和掺Er光纤(EDF)/喇曼混合放大的长距离光纤布拉格光栅(FBG)传感器系统,不但优化了系统的信噪比(SNR),而且使传感距离提高到50 km.该系统以高功率扫描激光器作为传感光源和解调系统,加入的LPFG减小了双向喇曼放大的自发辐射(ASE)噪声和FBG后向反射噪声,同时双环形器的EDF结构利用剩余的泵浦功率产生ASE光和放大传感信号,为后端FBG提供了光源以及提高了后端FBG的SNR.带LPFG的混合放大与EDF/喇漫混合放大相比,实验表明,FBG 1和FBG 2的SNR分别提高了4.40 dB和4.38 dB,而且分布在50 km光纤上的4个FBG均获得了大于15 dB的SNR.