1 北京交通大学光波技术研究所，北京 100044
2 北京交通大学全光网络与现代通信网教育部重点实验室，北京 100044
提出了一种基于矢量模式的全光纤模式选择耦合器，该耦合器由一个单模光纤和一个空气芯环形少模光纤组成。基于耦合模理论，研究了不同参数对耦合特性的影响，并且详细分析了纤芯间距对高阶模式间的串扰和工作带宽的影响。结果表明，在相位匹配条件下，该矢量模式选择耦合器可高效地实现基模与特定高阶模的耦合；通过改变耦合器的纤芯间距，可以调控模式间的串扰和工作带宽之间的平衡关系。该模式选择耦合器可直接实现基模到高阶矢量模式的高效转换，能降低光通信系统的插损和复杂度，在光纤激光器、光镊和模分复用系统中具有潜在的应用价值。
光纤光学 模分复用 相位匹配 矢量模式 模式选择耦合器
1 北京交通大学全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
2 北京交通大学光波技术研究所, 北京 100044
针对机械微弯长周期光纤光栅的基模HE11到高阶纤芯矢量模式(TE01、TM01和HE21)的耦合特性,分析了阶跃型和反抛物线型两种少模光纤结构下机械微弯长周期光纤光栅的光栅周期、微弯幅度和耦合系数等参数对矢量模式耦合的影响。研究结果表明,耦合系数是模式耦合过程中的关键,通过施加压力改变光纤的微弯幅度可以有效调谐光栅矢量模式的耦合强度。基于反抛物线型光纤结构的机械微弯长周期光纤光栅可以特定波长激发特定的高阶矢量模式(TE01、TM01和HE21),并且由基模向高阶模式转换的谐振波长可调谐。该机械微弯长周期光纤光栅在矢量模式复用、轨道角动量的产生和复用领域有潜在的应用价值。
光纤光学 机械微弯长周期光纤光栅 少模光纤 矢量模式转换 光学学报
2020, 40(12): 1206003
1 北京交通大学全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
2 北京交通大学光波技术研究所, 北京 100044
为了实现模分复用系统中的模式转换,提出了基于环形光纤的倾斜长周期光纤光栅的矢量模式转换方法。利用有限差分法和耦合模理论,研究了折射率调制的倾斜角度、幅度函数、光栅长度及耦合系数对模式耦合的影响。结果表明,在相位匹配条件下,该光栅可在不同波长处实现基模到特定高阶矢量模式的转换,且波长间隔大于150 nm。倾斜角度在模式耦合中起着关键作用,在倾斜角度约为84°时转换效率可达到最大。与现有模式转换方法相比,这种模式转换器模式间隔较大,模式间串扰低、转换效率高,在轨道角动量复用和矢量模式复用中有潜在应用价值。
光纤光学 倾斜长周期光纤光栅 矢量模式转换 少模环形光纤 耦合模理论
1 北京交通大学 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
2 北京交通大学 光波技术研究所, 北京 100044
提出了一种基于环形芯铒离子部分掺杂光纤的涡旋光纤放大器。针对该掺铒光纤的放大特性, 研究了光纤长度、掺铒浓度与抽运功率对信号模式增益特性的影响。研究结果表明, 该光纤放大器能够支持22个轨道角动量模式稳定传输, 且C波段(1 530～1 565 nm)所有信号模式增益大于23 dB, 信噪比高于27 dB, 差分模式增益小于0.015 dB。所提出的基于环形芯光纤的涡旋光纤放大器具有支持轨道角动量模式数量多、差分模式增益低、信噪比高的优势, 对于OAM复用长距离传输系统中的在线放大具有重要参考价值。
光纤放大器 轨道角动量 有效折射率差 差分模式增益 自发辐射放大 fiber amplifier orbital angular momentum effective refractive index difference differential mode gain amplified spontaneous emission
Author Affiliations
Abstract
1 Key Lab of All Optical Network & Advanced Telecommunication Network of EMC, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China
2 Institute of Lightwave Technology, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China
We present a single-mode multilayer-core fiber with a large mode area (LMA) and a low bending loss in this Letter. A low equivalent core-cladding refractive index difference is achieved by exploiting the multilayer structure. The multilayer structure has a better bending performance than a traditional step-index core and this structure also contributes to realizing different curved refractive index profiles that have a better bending performance. An index trench is also introduced to dramatically reduce the bending loss. The experimental results show that, at a wavelength of 1550 nm, the mode area of the fabricated fiber is about 215.5 μm2 and the bending loss is 0.58 dB/turn at a 10 mm bending radius. The LMA and excellent bending performance can be obtained simultaneously with the proposed fiber.
060.2280 Fiber design and fabrication 060.2310 Fiber optics 060.2400 Fiber properties 060.2430 Fibers, single-mode Chinese Optics Letters
2016, 14(12): 120601
1 北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室， 北京 100044
2 航天恒星科技有限公司， 北京 100086
提出了一种基于级联电吸收调制器(EAM)和相位调制器(PM)的多载波光源发生器方案。对比分析了基于单个EAM级联PM的多载波光源发生器与基于两个EAM级联PM的多载波光源发生器产生的多载波光源，利用基于两个EAM级联PM的多载波光源发生器实现了频率间隔为15 GHz、平坦度在0.1 dB范围内的19个子载波的多载波光源。同时研究了EAM的调制指数和啁啾因子、PM的驱动信号幅度以及调制器驱动信号的相位差等参数对产生多载波光源的影响。
光通信 光频率梳 多载波光源 电吸收调制器 相位调制器 中国激光
2016, 43(11): 1106001
北京交通大学光波技术研究所, 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
提出并实现了一种基于扭绞保偏光纤光栅的单纵模单偏振掺铒光纤激光器。光纤激光器的线型激光谐振腔由两个均匀保偏光纤光栅构成并作为激射波长和纵模模式选择器件，均匀保偏光纤光栅采用248 nm KrF 准分子激光直接刻写在不需要氢载的自制保偏光敏掺铒光纤上。利用保偏光纤光栅引起的偏振依赖损耗效应，通过对光纤激光器谐振腔进行适当扭绞，成功实现了稳定输出的单纵模单偏振掺铒光纤激光器。
激光器 掺铒光纤激光器 单纵模 单偏振 保偏光纤光栅
北京交通大学光波技术研究所 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
提出一种基于双芯光纤滤波器和非线性偏振旋转效应（NPR）的多波长掺铒光纤激光器。使用双芯光纤构成紧凑型全光纤马赫曾德尔(Mach-Zehnder)干涉仪型滤波器作为波长选择滤波器件，利用激光谐振腔中的非线性偏振旋转效应，通过调整光纤偏振控制器(PC)，在室温下得到稳定的多波长激光输出。输出激光的工作波长左右漂移小于0.02 nm，输出峰值功率波动小于0.4 dB，具有良好的功率和波长稳定性。
激光技术 掺铒光纤激光器 多波长 双芯光纤 非线性偏振旋转效应
北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室， 北京 100044
提出了一种测量光纤布拉格光栅的光-热效应的新方法，并利用它对一个实际的紫外写入光纤布拉格光栅的光-热效应进行了实验研究。利用980 nm半导体激光器作为抽运源、两个紫外写入光纤布拉格光栅作为反射镜、一段10 m长的掺铒光纤作为增益介质，构建了分布布拉格反射光纤激光器。通过合理设计，在分布布拉格反射光纤激光器工作的同时，获得了所使用的光纤布拉格光栅的反射光谱。实验结果显示，当抽运功率为100 mW时，光-热效应导致所使用的紫外写入光纤布拉格光栅的反射光谱向长波长方向漂移了0.034 nm。该方法可以很好地应用于光纤布拉格光栅的光-热效应的测量。
光纤光学 光-热效应 紫外写入 光纤布拉格光栅 吸收 分布布拉格反射 中国激光
2013, 40(s1): s105001
北京交通大学光波技术研究所 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
随着光纤通信和光网络技术的快速发展，基于光纤的光信息处理技术引起了越来越多的关注。介绍了几种基于光纤色散的光信息处理技术，包括时间透镜、基于时域展宽的光模数转换技术、光纤光栅传感器的波长解调、图像的时域串行编码技术、全光积分器、光相关器和光的时域频域卷积等。主要介绍了这些技术的原理、近期进展和优缺点。分析了目前基于光纤色散的光信息处理技术普遍存在的困难，对其发展趋势进行了探讨。通过对模式色散和色度色散的比较，探讨了模式色散在光信息处理技术中的发展前景，并介绍了两种基于模式色散的光信息处理技术。
光纤光学 光纤色散 光信息处理 模式色散 光学傅里叶变换 激光与光电子学进展
2013, 50(8): 080023
