对称半导体光放大器马赫曾德尔干涉仪解复用器的开关特性分析

分析了以半导体光放大器 (SOA)为基础的对称马赫 -曾德尔干涉仪 (MZI)解复用器在控制脉冲和信号脉冲反向传播 (CPMZ)与同向传播 (TPMZ)两种工作模式下的开关特性。研究表明 :控制脉冲宽度、半导体光放大器的长度和非线性增益压缩影响着控制脉冲和信号脉冲反向传播开关窗口的大小 ,是限制控制脉冲和信号脉冲反向传播高速工作的主要因素。当控制脉冲宽度小于半导体光放大器的渡越时间时 ,如时延量小于于两倍的半导体光放大器渡越时间 ,控制脉冲和信号脉冲反向传播的峰值开关比开始恶化 ;当控制脉冲宽度超过半导体光放大器的渡越时间时 ,即使时延量大于两倍的半导体光放大器渡越时间 ,峰值开关比也出现恶化。因此当控制脉冲和信号脉冲反向传播高速工作时 ,控制脉冲应尽可能窄 ,且时延量必须大于两倍的半导体光放大器渡越时间以确保有较高的峰值开关比。而半导体光放大器长度效应对控制脉冲和信号脉冲同向传播的影响甚微     

控制脉冲形状对太赫我非对称解复用器开关特性的影响

在考虑了太赫兹光非对称解复用器（TOAD）中半导体光放大器（SOA）的增益饱和与恢复效应的基础上，深入研究了超高斯控制脉冲对半导体光放大器的动态增益响应及太赫兹光非对称解复用器开关特性的影响，并与高斯控制脉冲的情形进行了比较。结果表明：相对于高斯控制脉冲而言，超高斯控制脉冲使半导体光放大器的增益转折区减小，显著影响太赫兹光非对称解复用器的开关窗口形状，当信号光相对于控制光时延一定，或环时间非对称性及信号光相对于控制光的全部时延一定时，超高斯控制脉冲都将使太赫兹光非对称解复用器的最大开关比降低。     

控制脉冲形状对太赫兹光非对称解复用器开关特性的影响

在考虑了太赫兹光非对称解复用器 (TOAD)中半导体光放大器 (SOA)的增益饱和与恢复效应的基础上 ,深入研究了超高斯控制脉冲对半导体光放大器的动态增益响应及太赫兹光非对称解复用器开关特性的影响 ,并与高斯控制脉冲的情形进行了比较。结果表明 :相对于高斯控制脉冲而言 ,超高斯控制脉冲使半导体光放大器的增益转折区减小 ,显著影响太赫兹光非对称解复用器的开关窗口形状 ,当信号光相对于控制光时延一定 ,或环时间非对称性及信号光相对于控制光的全部时延一定时 ,超高斯控制脉冲都将使太赫兹光非对称解复用器的最大开关比降低     

使用半导体光放大器的全光解复用器的性能分析

本文对使用半导体光放大器的Sagnac和Mach Zehnder全光解复用器进行了理论分析,在分析中综合考虑了控制脉冲宽度和半导体光放大器长度的影响。分析结果表明这种解复用器可获得的最小开关窗口由控制脉冲宽度和半导体光放大器长度决定,此外由分析可知,不但这种解复用器的开关速率,而且其被解出的分支信号的速率都不受半导体光放大器张弛时间的限制。     

控制光和信号光频差对太赫兹光非对称解复用器性能的影响

讨论了半导体光放大器中的带间效应，及载流子热效应、谱烧孔效应、双光子吸收以及超快非线性折射等带内效应对半导体光放大器的动态特性的影响，讨论了两种情况：1)保持控制光波长不变而改变信号光频率，2)保持控制光和信号光频率相同而同时改变它们的频率下半导体光放大器的增益、相位动态特性以及太赫兹光非对称解复用器的开关窗口特性。数值结果表明，为了得到较为平坦而窄的开关窗口，控制光波长应与信号光波长相同，且其与半导体光放大器增益谱中心波长的差值应该大一些。     

基于SOA和NOLM的光脉冲放大与压缩的设计模型

设计了一种基于半导体光放大器(SOA)和非线性光学环镜(NOLM)的光脉冲放大与压缩的模型。数值研究结果表明:在NOLM中,当调节合适的控制脉冲的输入和初始时延时,具有较低峰值功率、宽度为几十皮秒的高斯信号脉冲经此模型放大压缩后,可以得到脉冲峰值增益高、脉冲宽度窄以及基本无基座的高质量超短信号光脉冲。     

矩形控制脉冲在半导体光放大器中对高斯信号脉冲的压缩效应分析

提出了在半导体光放大器中应用矩形控制脉冲对高斯信号脉冲进行脉冲压缩的新方案.应用Matlab软件数值模拟的结果表明:在保持信号脉冲的峰值增益不变的情况下,具有较高能量的矩形控制脉冲能使输出信号脉冲的宽度得到大幅度压缩.     

一种基于级联半导体光放大器环镜的光串并转换器

为了实现高速光信号的降速处理,提出了一种基于级联半导体光放大器环镜(SLALOM)的光串并转换器,用于实现将高速串行光脉冲信号转换成低速并行光脉冲信号.该光串并转换器采用串联SLALOM组成,将前一级SLALOM的输出作为后一级SLALOM的输入;SLALOM之间的光传播时延为输入光信号比特周期;设置控制光与信号光脉冲时序,实现各级SLALOM光脉冲并行输出.通过采用1×10光串并转换器实现将80 Gb/s串行信号转换为10路8 Gb/s并行信号,并对控制、信号脉冲光功率和时间偏移量器件参量进行了优化.对于1×10光串并转换器,端口接收灵敏度差异小于10 dB.该光串并转换器光功率损耗小、易于扩展并行端口数目,可用于光通信领域中的高速解复用、光信号处理和光交换系统中.     

增益开关半导体激光器在外光注入下脉冲抖动的实验研究

采用增益开关半导体激光器作为注入种子光源来降低另一个增益开关DFB或Fabry-Perot（FP ）半导体激光器的脉冲抖动.相位噪声测量技术表明：增益开关FP激光器在外部脉冲光注入 下，激光脉冲抖动（均方值）由1.2ps降低至830fs；增益开关DFB半导体激光器在外脉冲注 入下，脉冲抖动由12ps降低至1.8ps. 关键词： 半导体激光器 光脉冲产生 时间抖动 光子注入     

半导体光放大器引起的光控器件中的信号损伤分析

在双环耦合全光缓存器的基础上分析了全光分组交换网络中以半导体光放大器（SOA）为相移器件的反馈型全光缓存器输出的信号损伤,包括SOA的非线性及载流子恢复时间限制引起的脉冲畸变与连续码流中的图样失真和SOA的自发辐射噪声累积引起的信噪比恶化及缓存器结构引起的“漏光”问题.理论分析及实验结果表明,在采用反相控制并注入高功率控制光的情况下,脉冲畸变与图样失真被抑制,由信噪比恶化及漏光决定的光分组的缓存圈数被限制在20—30圈.得到的结果对基于SOA的光缓存器及逻辑器件同样具有借鉴作用. 关键词： 全光分组交换 全光缓存器 信号损伤 半导体光放大器的噪声分析     

掺Er3+飞秒光纤放大器的特性研究

依据二能级速率方程和光传输方程,理论计算了Er3+光纤放大器中Er3+光纤的最佳长度Lc. 以全光纤飞秒激光器输出的孤子脉冲作为种子源,以理论值Lc作为实际采用的光纤长度,实验测量了Er3+光纤放大器在同向泵浦和反向泵浦下信号光的输出功率,得到同向泵浦的增益为20.0dB, 反向泵浦的增益为20.2 dB.同时测量了脉冲宽度随泵浦功率的变化,实验结果表明,随着泵浦功率的增大,输出光脉冲的宽度的压缩效应经历逐渐增强后逐渐减弱的过程.在同向泵浦方式下,可以得到更短的输出脉宽,其最短脉冲宽度为260 fs.     

40 Gb/s信号全光3R再生实验

提出一种新型40 Gb/s全光3R再生器方案。采用高精细度法布里-珀罗滤波器进行时钟提取。时钟提取前,通过高稳定光源对输入信号光波长变换实现信号光波长和法布里-珀罗滤波器梳状窗口对准;时钟提取后,接半导体光放大器(SOA)进一步消除时钟信号噪声。全光判决中,采用双半导体光放大器串联增大非线性性能,提高了判决门的响应速度。判决输出接窄带滤波器去除脉冲啁啾拖尾,减小码型效应。实验中,恶化40 Gb/s光脉冲信号通过全光3R再生器可以得到再生脉冲。输入恶化信号时间抖动大于5 ps,脉冲宽度大于16 ps,再生得到的信号时间抖动小于1.5 ps。再生信号相对于输入信噪比改善14 dB。连续稳定工作记录大于15 h。通过实验验证,这种全光3R再生器方案成功地实现了40 Gb/s信号的再生。     

包含两个半导体光放大器的锁模光纤环形激光器数值研究

采用自再现理论,对一种包含两个半导体光放大器的锁模光纤环形激光器进行了数值研究.研究结果表明：为了提高谐波锁模输出脉冲的质量,调制半导体光放大器应当保持高直流偏置,对自发辐射信号进行调制并提供锁模脉冲克服腔损耗所需的增益,而此时的增益半导体光放大器则被低直流偏置充当增益补偿器维持较窄的净增益窗口;与之相反,为了获得振幅均衡的有理数谐波锁模输出脉冲,调制半导体光放大器则应当偏置在较低的电流上,而增益半导体光放大器应当保持较高的偏置电流以提供足够的常量增益克服腔损耗.此外,还必须提高注入光信号的峰值功率.     

光时分复用(OTDM)系统中基于电吸收调制器(EAM)的短脉冲光源及解复用器的设计考虑

研究了电吸收调制器（ＥＡＭ） 的衰减随外加反向电压增加而指数增加的情形下,短脉冲光源的脉冲输出和解复用器的开关窗口对ＥＡＭ 的消光效率、反向ＤＣ 偏置电压以及正弦ＲＦ 驱动信号的幅度等参量的依赖关系－ 在基于ＥＡＭ 的短脉冲光源中,输出脉冲的消光比等于ＥＡＭ 消光效率η与正弦驱动电压峰峰值Ｖｐｐ 的乘积,输出光脉冲的消光比和脉宽均与ＥＡＭ 的反向偏置电压无关,但输出脉冲的峰值功率与η、Ｖｐｐ 和Ｖｂ 都有关系－ 在基于ＥＡＭ的解复用器中,为了使解复用器的开关窗口近似为矩形,可利用ＥＡＭ 的削波效应,使Ｖｐｐ／２＞ Ｖｂ－ 在ＥＡＭ 的消光效率η已知时,通过仔细设计反向ＤＣ 偏置电压Ｖｂ 和正弦驱动电压的峰峰值Ｖｐｐ ,达到ＯＴＤＭ 解复用器所需要的开关窗口形状、宽度和消光比－     

基于半导体光放大器和非线性光纤环镜的光脉冲压缩器的设计模型和理论分析

提出了一个基于半导体光放大器和级联的非线性光纤环镜（NOLM）相结合的光脉冲压缩器的设计模型.数值研究结果表明：通过合理选取NOLM的长度，利用该模型可将皮秒光脉冲压缩为无基座飞秒光脉冲. 关键词： 半导体光放大器 非线性光纤环镜 光脉冲压缩     

色散补偿及高阶孤子压缩啁啾光脉冲的理论与实验研究

利用半导体激光器的单模速率方程及超短光脉冲在光纤中传输的非线性薛定谔(NLS)方程，从理论及实验上研究了增益开关DFB半导体激光器出射的啁啾光脉冲在色散补偿光纤(DCF)及色散位移光纤(DSF)中的压缩过程与规律.实验上，从1.55μm增益开关DFB半导体激光器出射的重复频率为2.5GHz、脉冲宽度为53.8ps的光脉冲经色散补偿光纤压缩至12ps,而后利用色散位移光纤中的高阶孤子压缩效应将脉冲压缩至2.5ps.改变色散位移光纤参数及入射光功率后获得最窄光脉冲宽度为2.1ps.理论与实验结果符合. 关键词：     

利用较完善模型研究半导体光放大器对皮秒光脉冲的放大

提出了一个描述半导体光放大器（SLA）对皮秒脉冲的放大这一物理过程的较为完善的物理模型，并数值分析了光脉冲经SLA放大后的上升时间和下降时间.结果表明：随着SLA偏置电流的增大，上升时间将缩短而下降时间将延长；输入脉冲的大峰值功率将加速上升时间的缩短和下降时间的延长；增益压缩对脉宽为几个皮秒的输入脉冲的上升时间和下降时间有明显的影响，而对脉宽为几十皮秒的输入脉冲可近似认为没有影响；增益非对称和漂移强烈影响上升和下降时间. 关键词： 半导体光放大器 皮秒光脉冲 上升和下降时间     

水中受激布里渊散射微弱Stokes信号光的高增益放大

采用脉冲宽度为7.2 ns的种子光注入式倍频Nd:YAG脉冲激光器,以CS₂为放大介质,实验并理论研究了水中受激布里渊散射微弱Stokes光的信号增益随延迟时间、放大器池长、抽运光能量的变化规律. 结果表明,当抽运光脉冲相对信号光脉冲延迟进入放大器,且延迟时间为脉冲宽度的一半,抽运光能量略低于介质受激布里渊散射阈值,选择合适的放大器池长可获得最佳的信号增益. 适当选择抽运光能量,亦可实现微弱信号光的线性放大. 实验中采用独立双池放大系统,当水中Stokes信号光的能量为1 pJ时,信 关键词： 布里渊放大器 信号增益 延迟时间 抽运光能量     

基于高非线性光子晶体光纤Sagnac环形镜的全光开关

设计了一种新颖的、低开关功率的全光开关. 将高非线性光子晶体光纤和双向抽运掺饵光纤放大器引入Sagnac环形镜内，破坏了环形镜的对称性，利用交叉相位调制作用使反向传输的两路信号光产生非线性相移，从而实现开关效应. 理论分析表明：开关功率与放大器的增益倍数和光子晶体光纤非线性系数的积成反比，在实验中所得开关功率约40 mW，消光比约为15.9 dB，并且信号光透过率随脉冲控制光峰值功率呈余弦变化，实验结果与理论分析相吻合. 关键词： 全光开关 高非线性光子晶体光纤 环形镜 交叉相位调制     

基于太赫兹光非对称解复用器结构的低开关能量、高线性度全光采样门实验研究

利用多量子阱结构的非线性半导体光放大器(SOA)构建的太赫兹光非对称解复用器(TOAD), 实验实现了一个开关能量低至25 fJ, 线性度高达0.99的全光采样门. 详细分析了采样脉冲功率和非对称偏移量分别对采样窗口形状、宽度和幅度的影响, 并研究了不同采样窗口宽度下TOAD的开关能量及线性度的变化规律.