采用Z-扫描和泵浦-探测技术,在光通讯波段对砷化镓(GaAs)单晶进行了非线性动力学以及非线性光学的实验研究。飞秒泵浦-探测实验结果表明,三阶非线性光学效应源于砷化镓单晶对飞秒激光的瞬态双光子吸收,而五阶非线性光学效应源于砷化镓单晶双光子吸收诱导的自由载流子吸收效应。通过Z扫描实验,得到了关于GaAs单晶所有的非线性光学参数,包括双光子吸收系数、三阶非线性折射系数、双光子吸收诱导的自由载流子吸收截面以及双光子吸收诱导的自由载流子折射截面。结果表明,砷化镓单晶在制造光限幅器件和光电探测器方面具有良好的发展前景。

InGaAs／InP雪崩二极管(APD)可用于探测光通讯波段的单光子。APD工作于门模盖革模式时,单个光子引起的雪崩电流信号通常淹没在电容瞬时充放电脉冲中,光电流信号提取困难。本文通过调整实验参数和APD的寄生电容,使雪崩信号与放电脉冲在时域上有效叠加,并由高速比较器将光电流信号直接甄别出来。本文设计的基于InGaAs／InP APD的单光子探测系统,运行稳定,方法简单可靠,说明这种利用APD的电容特性提取单光子信号是一种有效的方法。

设计了一种具有独特双透镜外腔结构的可调谐窄线宽激光器, 利用一个温控50 GHz的标准具提供ITU标准波长序列, 通过一个压电陶瓷驱动的Fabry-Pérot可调谐滤波器选择一个标准波长实现单波长输出。实验结果表明:该激光器的调谐范围达到了1 525～1 580 nm, 覆盖整个C波段, 线宽为37.5 kHz, 400 mA电流条件下的输出功率超过50 mW, 边模抑制比超过50 dB, 达到或超过相干通讯应用的要求和其他单片集成类器件的指标。另外, 本结构具有位置容差大、调谐速度快(＜3 ms)、易于实现超窄线宽以及波长微调等优点, 待实现小型化和标准封装, 其大规模应用将成为可能。

给出了描述连续波扰动下飞秒光脉冲在光纤系统中传输的微扰高阶非线性薛定谔方程,通过矩法和微扰理论分析了飞秒亮孤子与连续波相互作用的特性,并利用龙格-库塔积分和分步傅里叶方法进行了数值模拟.结果表明,连续波微扰对光纤孤子通讯系统是十分有害的,在实际通讯过程中应当尽量避免连续波的渗入.

本文在量子理论模型基础上,利用数值分析的方法研究了Na、K等碱金属法拉第色散磁光滤波器的传输特性.计算结果表明,随着工作参数的变化,滤波特性亦随之改变,且在适当的工作条件下存在零频移响应.

基于一种二阶和三阶色散都作了完全补偿(路径平均色散为零)的光纤级联系统模型,用数值法研究了偏振模色散对皮秒光脉冲传输的影响.在零路径色散补偿系统中,线性色散得以完全补偿,为了减小非线性效应引起的脉冲窄化,系统必须保持较小的功率,但这样会影响系统的信噪比.计算结果表明,偏振模色散与非线性效应相互平衡,可使系统在较高的功率下保持脉冲宽度基本不变,从而获得较好的传输性能.

目前激光微调在光通讯波导器件的研制方面已得到了应用.本文运用激光微调在波导器件上进行了实验,其中以波导环形器和马赫-曾德尔干涉仪为例,具体讨论了激光微调技术在控制波导双折射方面所表现出的高效,简易,实用等优点.

模拟了皮秒高斯光脉冲在理想的二阶和三阶色散都作了补偿的光纤链中的传输。结果表明，与二阶色散补偿能消除脉冲展宽一样，三阶色散补偿不仅能防止脉冲展宽,而且也能有效地消除脉冲边沿部的振荡结构和脉冲峰的时移。文中画出了100Gb/s码率的64位高斯光脉冲序列在色散补偿光纤链中传输2000km后的眼图，由眼图的清晰程度可看出这种补偿系统对改善短脉冲传输的有效性。

基于一种二阶和三阶色散补偿的光纤级联系统模型,用数值法对啁啾皮秒光脉冲作了传输模拟。结果表明，完全补偿的高阶色散控制系统消除了三阶色散所引起的脉冲边沿部的振荡,减弱了脉冲峰的时间移动；另外，在确定的配置下，给输入脉冲附加一最佳的频率啁啾，可使得色散控制孤子稳定传输。脉冲宽度和啁啾以及光强度都围绕在初始值附近波动，在每个补偿周期末端，基本恢复到初始值；最佳啁啾的选取与二阶色散的配置有关，与三阶色散的配置无关；文中画出了100Gbit/s码率的64位随机高斯光脉冲序列在完全补偿系统中传输10000km后的眼图。由清晰的眼图可知，这种完全补偿系统减弱了脉冲之间的相互作用。

报道了利用1.053 μm激光泵浦国产掺Tm3+石英单模光纤产生1.871 μm激光的初步实验结果。实验中产生的最大激光输出功率为153 μW,斜率效率为0.32。