基于单个电吸收调制器产生超平坦双光梳

为产生频率间隔相同而又平坦的光频梳,基于单个多量子阱电吸收调制器强度调制特性,设计出一种新型超平坦双光梳产生方案。通过在电吸收调制器前置矩形滤波器,精密控制多量子阱电吸收调制器的反向偏置电压与射频驱动信号幅度,滤除频谱的中心谱线后,得到了平坦度为0.01dB的双光梳。利用Optisystem7.0软件进行仿真,其对不同线宽(100kHz、10 MHz和20 MHz)的激光光源均可产生位于中心谱线两侧对称的、带宽均为300 GHz、谱线均为15条、谱线间距均为20GHz以及平坦度可达0.01dB的双光梳。     

基于铌酸锂调制器的超短光脉冲源的研究

提出了一种基于商用化的铌酸锂调制器产生超短光脉冲的方法.直流光依次经过相位调制器和强度调制器调制,利用色散补偿光纤(DCF)和梳状色散光纤链(CDPF)对调制产生的光脉冲分别进行啁啾补偿、非线性压缩.压缩后的光脉冲注入高非线性光纤(HNLF),利用其自相位调制效应(SPM)展开脉冲光谱后滤波,可以有效地消除光脉冲的基座,实现光脉冲的整形.获得了10GHz的1.8ps无基座近变换极限光脉冲.     

微流控光脉冲调制器

为了解决常见光调制器偏振依赖或结构复杂的问题,本文基于微流控光学提出一种可控光脉冲调制器。利用基于T形结产生的离散液滴和全反射原理的微流控光开关,将连续光变换成数字脉冲信号,并通过调节液滴的长度和生成速率调制光脉冲的宽度和频率。所提微流控光脉冲调制器具有结构简单、插入损耗低、消光比高、易集成的优点。微流控光脉冲调制器的流场与光场特性被分析,结构被优化。研究结果显示：该光脉冲调制器的消光比为17.74 dB,插入损耗为0.49 dB。     

基于级联外部调制器产生宽光梳系统的研究

本文研究了基于双边带调制方式采用级联两个强度 调制器(MZM)或级联MZM和相位调 制器(PM)分别生成平坦宽光梳的两种方案。通过理论分析得到合适的调制器关联变量-调 制电压和偏置电压的关系。在此基础上,我们分别讨论了高阶边带以及相位偏转对两种方案 产生宽光梳平坦度的影响。两种方案如果要达到相同的平坦度,级联相同MZM所输出的光梳 频带宽度可高达500 GHz,比级联MZM和PM的输出频带更宽;如果两种 方案在相同的输出光梳 频带宽度(300 GHz)下,级联MZM的平坦度可以达到0. 2 dB,而级联MZM和PM系统的平坦度只 有2.1 dB。因此级联两个强度调制器产生的宽光梳在光梳平坦度方面 性能更为良好。这为产生平坦光梳及调制器的灵活运用提供了一种解决方案。     

10 GHz超低抖动光短脉冲源

报道了一种新型的重复频率为10 GHz,脉宽为5.3 ps,抖动为184 fs的高稳定光短脉冲源.将大信号调制半导体激光器产生的10 GHz光脉冲,先送入LiNbO3电光相位调制器增强负啁啾,并使光谱进一步展宽,再通过色散补偿光纤(DCF)压缩脉冲啁啾,可得到光短脉冲.由于大信号调制激光器输出的光脉冲本身具有负啁啾,而通过相位调制器的光脉冲在不同的时间间隔内既有正啁啾也有负啁啾,通过适当调整进入相位调制器的光脉冲时延,使其通过相位调制器后累加产生更大的负啁啾,再利用正色散光纤压缩啁啾,从而得到低抖动且无基座的光短脉冲.     

基于级联相位调制器和光衰减器的光频梳产生研究

提出了一种基于级联相位调制器和光衰减器的光 频梳产生方案,建立了方案的理论模型并进行了 系统验证,研究了射频(radio frequency,RF) 信号幅度和光衰减器衰减系数对光频梳平坦度的影响。结果表明数值 计算与实验 结果一致性较好,通过调整RF驱动信号幅度和光衰减器衰减系数可产生梳线数量为15条、平坦度为 0.8 dB,边模抑制比(side-mode suppression ratio,SMSR) 为5.05 dB的光频梳。方 案中引入滤波器后,在梳线数量保持不变的前 提下,其平坦度和SMSR可分别提高62.5%和61.4%。     

用飞秒锁模激光测量光的频率

介绍了2005年诺贝尔物理学奖的获奖工作-用锁模飞秒激光光梳去测量光的频率.飞秒激光光梳技术大大简化了光频的测量.锁模飞秒激光通过光子晶体光纤时,由于自相位调制,在可见光和近红外区能够产生上百万等间隔的梳状频率,其频率间隔等于锁模脉冲的重复率.利用光频梳和倍频技术,把对光频的测量变为对射频的测量,这样就能够很容易地测出光的频率.使得光频测量精度和原子钟精度达到前所未有的高度,从而对物理学和计量学的发展有重要意义.     

利用相位和强度调制器产生高消光比超短光脉冲

提出了一种产生高消光比超短光脉冲的新方法.利用相位调制器调制连续光生成啾啁光,而后利用M-Z强度调制器的倍频调制抑制对压缩不利的啁啾部分的影响,再通过等效啁啾光纤光栅进行压缩产生光脉冲.理论和仿真结果表明,该方法可以很好地消除光脉冲的基底及减小旁辦,产生消光比大于30 dB、波形理想的光脉冲,具有很强的可实现性.最后利用实际制作的色散系数为-380 ps/nm的等效啁啾光纤光栅对该方法进行了实验验证,结果表明,在重复频率为2.5 GHz、相位调制系数为9时,可产生脉宽小于18 ps的高质量光脉冲.     

基于双光频梳的多频段变频方法

为了探寻一种基于光频梳的灵活、高效的多频段变频方案,采用一个双驱动马赫-曾德尔调制器（D-MZM）和两个双平行马赫-曾德尔调制器（DP-MZM）组成的系统,由接收到的射频信号驱动D-MZM,进行单边带调制,进而得到一个载波和+1阶边带。利用两个DP-MZM分别作为两个光频梳产生器,产生两个相位相干、中心频率不同的光频梳,并进行了理论分析和实验验证;同时还研究了直流偏置点漂移对系统变频效率的影响。结果表明,所提出的变频系统,可将Ku波段的15GHz微波信号转化成3GHz,7GHz,11GHz,19GHz,23GHz和27GHz的信号;输出的微波信号信噪比可达28.82dB~29.99dB;直流偏置点的漂移量在-10%~50%范围内影响明显。该方法可为卫星通信系统提供多频段变频功能,从而满足多频段通信需求。     

ROF中基于单个光波长与LiNdO3调制器的多频光毫米波

实验研究了一种采用单个光载波和一个单臂LiNdO3调制器同时产生多个不同频率光毫米波的光无线通信(ROF)系统。在中心站,多路不同频率的射频(RF)信号与相应的基带数据信号进行混频,再用功率耦合器将它们耦合成一路信号,输出信号用于驱动单臂LiNdO3调制器进行载波抑制调制去产生多频率的光毫米波信号。经过光纤传输后,在基站,利用光滤波器将载有不同频率光毫米波的光频成分进行分离,之后再分别进入光电检测器(O/E)进行检测。实验结果显示,采用频率为10 GHz与20 GHz的RF信号源可以产生频率为20GHz与40 GHz的光毫米波,20 GHz的毫米波携带2.5 Gb/s的下行基带数据信号在单模光纤中可以传输40km以上,因此这种方案是有效和可行的。     

Spectral Line-by-Line Pulse Shaping on an Optical Frequency Comb Generator

We demonstrate optical processing based on spectral line-by-line pulse shaping of a frequency comb generated by an optical frequency comb generator (OFCG). The OFCG is able to generate a smooth, broad, stable, known-phase frequency comb, which is ideal for recently developed spectral line-by-line pulse shaping technology applications. We demonstrate line-by-line pulse shaping on 64 lines at 10-GHz line spacing, generate transform-limited 1.6-ps short pulses at 10 GHz by combining two pulses in each period directly from the OFCG, and show various examples for optical arbitrary waveform generation. Further, we demonstrate that these pulse sources are of sufficient quality to support optical fiber communication applications as confirmed by bit error rate measurements.     

Application of optical frequency comb generation with controlled delay circuit for managing the high capacity network system

The generation of optical frequency comb (OFC) with novel controlled delay circuit is presented in this study. The proposed OFC is based on a single laser source which is cascadingly connected with three modulators; all the modulators are tailored by RF signal while incorporating no phase shifter or electrical/optical amplifier. The proposed OFC is used as a source at optical line terminal (OLT) of WDM-PON setup, which serves multiple users with a single laser source making OLT side very cost effective. 41 comb lines with over 40 dB tone to noise ratio and high side mode suppression ratio, least amplitude difference of under 0.3 dB, with cost effective setup is an attractive source for WDM-PON system. The frequency spacing is 32 GHz between OFCG lines which provides enough bandwidth for data transmission, the overall bandwidth provided by this scheme is 1.2 THz. Using DPSK modulation technique across each frequency of OFCG, the controlled delay circuit increases the capacity by factor two, whereas by deploying DQPSK modulation technique, it quadrupled the overall capacity in downlink transmission. Thus, the system offers four times increased capacity ∼1.6 Tbps by deploying state of the art technique for modulation and generating OFC with controlled delay. The average power penalty in the downlink and uplink transmission is 2.5 dBm and 3.13 dBm.     

基于四次乘方射频信号和级联MZM的梳线可调的光学频率梳

提出了一种基于四次乘方射频(radio frequency,RF) 信号和级联马赫- 曾德尔调制器(Mach-Zehnder modulator,MZM)的梳 线可调的光学频率梳(optical frequency comb,OFC)产生方案。利用乘方运算电路对正弦RF信号进行运算 耦合,产生的乘方RF信号驱动级联的MZM,调制器对输入光进行调制,从而产生梳线数可 调的平坦 OFC。建立了乘方RF信号驱动级联MZM产生OFC的理论模型,利用OptiSystem软件对其性能 进行了 研究。结果表明,OFC的梳线间隔是RF信号源频率的2倍,可调谐并且拓展了频谱带宽;产 生OFC的 目标梳线数是基准调制电压的4倍,实现了梳线数可调谐;调节MZM上下支臂的调制和偏置电 压差为确 定的优化值,可以使不同目标梳线数的OFC平坦度均小于0.95 dB。     

A simplified tunable frequency interval optical frequency comb generator using a single continuous-wave laser

We propose and demonstrate a simplified and tunable frequency interval optical frequency comb (OFC) generator based on a dual-drive Mach-Zehnder modulator (DD-MZM) using a single continuous-wave (CW) laser and low-power radio frequency (RF) driven signal. A mathematical model for the scheme is established. The 21- and 29-mode OFCs with frequency interval ranging from 6 GHz to 40 GHz are obtained under DD-MZM driven by a low-power RF signal within a maximum bandwidth of 1.12 THz. The generated OFCs exhibit spectral flatnesses of less than 0.5 dB and 0.8 dB within bandwidths of 160 GHz and 400 GHz, respectively.     

双波长皮秒脉冲与可调谐脉宽产生的实验研究

为了提高多波长光脉冲设备的实用性,采用双波长工作原理,设计了一种稳定的双波长半导体环形光纤激光器。讨论了环形腔色散、滤波器脉宽以及调制深度等对输出脉冲的影响。结果表明,双波长光脉冲的重复率为5.0GHz,典型脉宽为20ps,双波长光脉冲具有良好的边模抑制比,当输出波长为1554.75nm和1557.21nm时,边模抑制比分别为29.1dB和29.7dB,其典型的输出功率分别为-6.7dBm和-6.1dBm,输出光谱的峰值功率波动小于0.5dB。这项研究对太赫兹源和多波长光脉冲设备的研究具有借鉴意义。     

40GHz皮秒光脉冲序列光谱展宽的实验研究

实验采用具有较大正常色散值的高非线性光纤（HNLF）,应用脉冲啁啾补偿压缩技术的改进方案实现了40GHz、1．2ps光脉冲序列光谱的更大展宽。在该方案中,脉冲首先通过一定长度的HNLF,成为光谱展宽的线性正啁啾脉冲;然后经过相应长度的普通单模光纤（SMF）进行啁啾补偿压缩以重新提高峰值功率;最后进人第2段HNLF实现脉冲光谱的进一步展宽。实验结果表明,在使用相同长度HNLF（150m）和相同抽运脉冲输入条件下,改进方案10dB带宽增加了3．28nm,并且相干特性保持良好。实验表明,对于40GHz皮秒光脉冲序列,在其峰值功率受自身高重复频率限制不能被光功率放大器充分放大的情况下,该方案是实现脉冲光谱在此类HNLF中展宽的有效途径。     

基于移相光量化的任意波形全光模数转换

全光模数转换器(ADC)在高速信号处理领域有重要应用。研究了基于偏振光干涉的移相光量化(PSOQ)全光模数转换器的频率响应特性。实验中将不同频率的正弦信号经过4bit移相光量化全光模数转换器量化编码后,得到对应的数字信号。通过离散傅里叶变换,获得各个频率点的频谱。对频谱进行分析,得到不同频率下全光模数转换器的响应范围为74.07dB～74.22dB,响应起伏小于0.15dB。在此基础上,对频率为1GHz的三角波信号进行全光量化,并得到3.31bit的有效量化精度。结果表明,移相光量化方案的频率响应特性较好,验证了该方案应用于任意波形全光量化的可行性。     

Optical A/D Conversion by Time-Interweaved Sampling

A time-interweaved sampling scheme for optical A/D conversion is proposed, and to demonstrate this technique 2.5 GHz sine microwave signal is sampled at a rate of 16×2.5 GHz. 29dB signal-to-noise rate is acquired after processing the experimental data. In this paper we analyse the impacts of the imperfect optical sampling pulses, including the waveform, pulse width, and time jitter, and then discuss the way to improve the sampling precision.     

Pedestal-Free Pulse Source for High Data Rate Optical Time-Division Multiplexing Based on Fiber-Optical Parametric Processes

In this paper, an RF-driven pedestal-free cavity-less 40 GHz pulse source for generation of high-speed optical time-division multiplexing signal is presented. The pulse source is based on pulse compression by means of self-phase modulation in combination with subsequent filtering. Further compression and pedestal removal of the pulse was achieved in one-pump fiber-optic parametric amplifier seeded by a continuous-wave laser source. The obtained idler pulses were characterized by a full-width at half-maximum pulsewidth of 1.2 ps and an SNR of 36 dB. Generation of 320 Gb/s data stream with a Q-factor of 20 dB is successfully demonstrated using the proposed pulse source.