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。

为减少全光时钟提取中的码型效应,设计了混码器对注入数据脉冲进行预处理。理论分析表明,在时域上,混码器可以改变注入数据信号脉冲幅度的概率分布,减少零码；在频域上,混码器可以减少连续谱分量。实验证明混码器能使注入数据信号的脉冲幅度集中于最大值的二分之一处,并减少零码。理论计算和实验同时证明,使用路数更多的混码器,或将几个混码器级联使用,提取的时钟能得到更大的改善。实验中使用基于半导体光放大器(SOA)的注入锁模光纤激光器进行40 GHz全光时钟提取,由码型效应导致的时钟信号的幅度波动和定时抖动得到了明显的抑制,使用混码器后提取的时钟信号的定时抖动均方根(Jitter RMS)小于2.4 ps。

利用注入锁模光纤激光器进行时钟提取实验,成功地从40 Gb/s伪随机码信号中提取出了40 GHz时钟信号。实验中,在注入信号进入环形腔之前先通过一个马赫曾德尔(M-Z)干涉仪,提高了注入信号中时钟频谱分量的相对大小,从而有利于时钟信号的提取。首先从10 Gb/s伪随机码信号中提取出波形很好的10 GHz时钟信号,并在此基础上从复用后的40 Gb/s伪随机码信号中提取出了40 GHz时钟信号。

报道了对10 Gb/s恶化数据信号的全光3R(再放大、再定时、再整形)再生的实验研究。针对利用基于半导体光放大器的注入锁模环形激光器进行时钟恢复时的码型效应问题，提出了利用梳状滤波器对信号进行预处理。利用这个技术极大的减小了由于码型效应造成的时钟信号的幅度和时间抖动，从恶化的数据信号中恢复出无码型效应的高质量光时钟脉冲。信号整形的关键是光判决门，性能良好的判决门可以进一步提高信号的消光比、减小抖动。研究了基于电吸收调制器的信号再整形。利用上述器件构成的3R再生器，实现了10 Gb/s恶化信号的全光3R再生。