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Abstract
School of Physics Science and Information Engineering, Shandong Provincial Key Laboratory of Optical Communication Science and Technology, Liaocheng University, Liaocheng 252000, China
Wavelength-tunable dissipative solitons and amplifier similaritons have been obtained by inserting all-fiber Mach–Zehnder interferometer (MZI) filters with different free spectral ranges (FSRs) in a Yb-doped mode-locked fiber laser. The MZI filter is fabricated by splicing one segment of seven-core fiber (SCF) between two segments of single-mode fibers. The bandwidth of the filter depends on the FSR of the modulated interference curve and consequently depends on the tapered fiber diameter. Inserting MZI filters with bandwidths in a fiber laser and applying a tensile strain on the tapered SCF, both wavelength-tunable dissipative solitons and amplifier similaritons have been obtained.
mode-locked fiber laser dissipative soliton amplifier similaritons Mach–Zehnder interferometer Chinese Optics Letters
2023, 21(4): 041401
1 聊城大学物理科学与信息工程学院, 山东 聊城252000
2 山东省光通信科学与技术重点实验室, 山东 聊城 252000
提出一种具有光束会聚功能的单层亚波长光栅结构,该结构能实现光束会聚及四路分光。利用严格耦合波分析法和波前相位控制原理设计并优化该亚波长光栅结构,并给出具体相位设计规则。基于有限元软件COMSOL对其进行仿真分析,结果表明,当波长为1550 nm 的横磁(TM)偏振光入射时,该结构可实现四路分束,每束光功率都相等且可实现光束会聚,经计算得到总体透射率为92.670%。该亚波长光栅结构有望在光通信集成以及空间光耦合等领域得到重要应用。
光栅 亚波长光栅 会聚光束 功率分束器 波前相位控制原理 光学器件 激光与光电子学进展
2020, 57(3): 030502
1 聊城大学 物理科学与信息工程学院 山东省光通信科学与技术重点实验室, 山东 聊城252059
2 上海交通大学 电子信息与电气工程学院 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
提出了一种高速率、偏振复用、正交幅度调制信号的色散平坦光纤传输系统, 传输速率分别为160 Gbps和256 Gbps, 调制格式为PM-16QAM。实验研究了色散平坦光纤链路系统的传输特性, 并分别与非零色散位移光纤和标准单模光纤链路传输特性做了比较。实验结果表明, 较低输入光功率情况下, PM-16QAM信号在160 Gbps传输50 km时, 经色散平坦光纤传输后的误差矢量幅度EVM优于经非零色散位移光纤传输情况0.5%, 比特误码率BER优于非零色散位移光纤传输情况两个数量级; 色散平坦光纤链路能更好地衰减旁瓣噪声; 256 Gbps传输50 km和75 km时, 仅在色散平坦光纤链路传输后可以较好地解调出信号; 传输距离越长, 保持较好特性时输入光功率范围越小。对比160 Gbps和256 Gbps情况, 高速率PM-16QAM信号在色散平坦光纤链路的传输特性优于非零色散位移光纤和标准单模光纤链路的传输特性, 传输速率越高、传输距离越长效果越明显。
正交幅度调制 色散平坦光纤 非零色散位移光纤 标准单模光纤 传输特性 quadrature amplitude modulation dispersion flattened fiber non-zero dispersion shifted fiber standard single mode fiber transmission characteristics 红外与激光工程
2018, 47(9): 0922003
1 聊城大学 物理科学与信息工程学院, 山东 聊城 252059
2 山东省光通信科学与技术重点实验室, 山东 聊城 252059
围绕下一代光纤通信系统中轨道角动量(OAM)复用技术的关键问题，基于环状光纤中携带OAM的模式基础理论，仿真分析了环状光纤的不圆度对矢量合成OAM模式的本征奇模和偶模的有效折射率、走离长度以及模场强度分布的影响。结果表明，环状光纤不圆度会使得本征模式奇偶模之间的有效折射率差增大，走离长度减小，导致相应OAM模式在环状光纤中传输时稳定性下降。同时，不圆度的存在还会使矢量合成OAM模式的各本征模式的模场强度分布发生畸变，模场泄漏加剧。
光纤通信 轨道角动量 不圆度 模式走离 optical communications orbital angular momentum ellipticity model walk-off
1 聊城大学物理科学与信息工程学院, 山东 聊城 252059
2 山东省光通信科学与技术重点实验室, 山东 聊城 252059
基于环状光纤的OAM-PMD动态方程和固定双折射级联模型，推导了OAM模式的一阶OAM-PMD系数方程，并仿真了环状光纤具有一定椭圆度时，几何双折射对OAM模式对应的本征奇-偶模的有效折射率差的影响，以及一阶OAM-PMD系数随角频率的变化。结果表明，OAM模式的一阶OAM-PMD系数不仅与OAM模式对应的奇-偶模的有效折射率差有关，还会随角频率变化而变化，并且环状光纤椭圆度的增大会导致OAM模式的一阶OAM-PMD系数增大，且对相对低阶的OAM模式的一阶OAM-PMD系数影响更明显，从而严重影响OAM模式复用系统的性能和传输距离。
光通信 椭圆双折射 轨道角动量 偏振模色散 激光与光电子学进展
2018, 55(7): 070601
1 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
2 聊城大学山东省光通信科学与技术省重点实验室, 山东 聊城 252000
根据轨道角动量（OAM）密度的定义，推导出高阶贝塞尔光束和高阶拉盖尔高斯光束一样具有轨道角动量，且不存在发散角的问题，并基于该理论提出了一种适合基于高阶贝塞尔函数的OAM光束传输的折射率环状分布的光纤结构。理论分析了在这种折射率环状分布结构的光纤中可能传输的OAM模式，并且仿真得出了这几个OAM模式的强度分布图和相位分布图。理论分析的结果表明，光纤中可以传输的模式数目并不单纯随着某一个光纤结构参数的改变呈线性变化，而是取决于折射率环状分布光纤内径和外径分别对应的归一化频率V1和V2的区间内所有阶贝塞尔函数根的总数目。
光通信 轨道角动量 高阶贝塞尔函数 光纤模式 中国激光
2014, 41(12): 1205002
1 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
2 聊城大学山东省光通信科学与技术省重点实验室, 山东 聊城 252000
基于循环频移器(RFS)的多载波产生原理，得到了间隔为25 GHz，载噪比为25 dB的20个子载波的多载波输出，将波特率为16 Gbaud(即64 Gbit/s)的归零码十六进制正交幅度调制（RZ-16QAM）信号加载到这些子载波上，并且进行偏分复用（PDM）生成PDM-RZ-16QAM信号，实验实现了2.56 Tbit/s PDM-RZ-16QAM信号792 km标准单模光纤(SSMF)的传输和相干接收。实验测得的背靠背相干光波分复用（CO-WDM）系统在误码率为1×10-3的情况下，光信噪比需求比理论值(FEC)增加了4.1 dB。传输后，最佳入射光功率处的误码率为4.5×10-3，小于前向纠错的软判决门限（2.4×10-2），此时对应的CO-WDM PDM-RZ-16QAM中心信道信号恢复后x和y偏振方向的星座图清晰规则，说明传输性能很好，并且系统的频谱效率达到了5.1 bit/(s·Hz)。
光通信 多载波 十六进制正交幅度调制 太比特传输
1 聊城大学山东省光通信科学与技术省重点实验室, 山东 聊城 252000
2 北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
基于循环频移器(RFS)载波产生原理，创新性地提出了一种在循环频移环路中插入一个非对称马赫曾德尔干涉仪(AMZI)，通过抑制噪声来提高信噪比的多载波产生改进方案。理论推导出光信号功率和放大自发辐射(ASE)噪声功率通过非对称马赫曾德尔干涉仪后的表达式。根据假设，在干涉仪两臂的光程差远远大于ASE噪声的相干长度，同时远远小于光信号相干长度的条件下，ASE噪声功率降低了3 dB，而光信号功率没有改变。同时通过仿真和实验分别得到了50个子载波的输出。结果表明，基于该改进方案产生的多载波的载噪比可以达到37.5 dB，比传统结构最多提高了17.5 dB。
光通信 多载波光源 噪声抑制 非对称马赫曾德尔干涉仪 中国激光
2013, 40(11): 1105005
1 聊城大学物理科学与信息工程学院, 山东 聊城 252059
2 山东省光通信科学与技术重点实验室, 山东 聊城 252059
相干光正交频分复用(CO-OFDM)由于其良好的传输性能成为近年来光传输领域的研究热点，波分复用技术可以在光纤中通过增加并行波长的数量来提高系统的容量， 将CO-OFDM和WDM技术结合，可以 构造出高速率、大 容量、低成本的光传输网络。首先对基于CO-OFDM的WDM传输系统的理论模型和基本 原理进行了研究， 对基于CO-OFDM的100Gb/s×32-信道WDM传输系统进行了仿真分析。 并研究了该系统的传输性能。结果 表明:在没有任何光纤的色散及非线性 补偿的情况下，当信号速率为3.2 Tb/s时，系统Q因子高于16.0 dB，在标准单模光纤中的传输距离可达1500 km。
光通信 相干光正交频分复用 波分复用 长距离传输 optical communication coherent optical orthogonal frequency division mul 0.72cmwavelength-division multiplexing long-haul transmission
1 聊城大学，山东 聊城 252000
2 山东省光通信科学与技术重点实验室，山东 聊城 252059
3 北京邮电大学，北京 100876
新型相位调制格式技术能够有效地减少光传输损伤，是光传输系统中的重要技术。从理论上分析了光MDPSK(M进制差分相移键控)的调制解调原理，构建了通用的调制解调结构，并首次推导出MDPSK的通式和解调公式，最后以基于CSRZ(载波抑制归零，占空比为67%)码的DQPSK(差分正交相移键控)、8DPSK(3阶差分相移键控)和16DPSK(4阶差分相移键控)为例，用MATLAB软件仿真得到了其调制后的频谱图和解调后的眼图。仿真结果表明，随着级数的增加，MDPSK调制格式的频谱宽度会逐渐变窄，且解调后的眼图也令人满意。
光纤通信 相位调制格式 M进制差分相移键控 载波抑制归零 fiber-optic communication phase modulation format MDPSK CSRZ
