电子科技大学信息与通信工程学院光纤传感与通信教育部重点实验室，四川 成都 611731
许多幅度再生方案可用马赫‐曾德尔干涉仪（MZI）结构进行建模。研究级联光学相位共轭器（OPC）的MZI（OPC‐MZI）再生方案，以实现近乎理想的相位保持再生。通过分析整个级联系统的功率和相位转移特性，优化设计了满足需求的硅基MZI再生芯片单元。采用正交相移键控（QPSK）调制信号仿真验证了OPC‐MZI再生方案的可行性。仿真结果表明：当输入信噪比为16 dB时，与单级MZI再生芯片相比，OPC‐MZI再生方案的噪声抑制比（NRR）可提高1 dB，相位扰动也由5.7°降至0.07°。
光通信 全光再生 光学相位共轭器 马赫‐曾德尔干涉仪 多级调制信号 中国激光
2023, 50(19): 1906005
电子科技大学信息与通信工程学院光纤传感与通信教育部重点实验室，四川 成都 611731
针对现有相位保持幅度再生方案仍然存在残余相位扰动的问题，提出光学相位共轭器辅助的非线性光纤环形镜（OPC-NOLM）方案，该方案可实现多电平全光幅度再生功能，具有相位扰动几乎为零的完美相位保持能力。以16阶正交幅度调制（16QAM）信号为例，仿真了OPC-NOLM再生方案性能。研究表明，在输入信噪比为15 dB时，与不使用OPC的单一非线性光纤环形镜（NOLM）情形相比，所提方案的噪声抑制比提高了3.8 dB。
光纤光学 全光再生 非线性光环镜 相位保持 幅度再生 多级调制格式
1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710119
2 中国科学院大学 未来技术学院, 北京 100049
3 国防科技大学 信息通信学院, 陕西 西安 710106
围绕空间激光通信网络中高速数据多跳传输应用需求，针对相位调制激光链路经过空间长距离传输后信号质量劣化的问题，研究了基于相位敏感四波混频参量效应实现二进制相位调制高速激光信号的全光相位再生技术。利用Matlab软件数值分析了全光相位再生系统的影响因素，并基于OptiSystem仿真平台搭建了全光相位再生系统。结合高轨-地面站空间激光通信系统链路预算，对速率为10 Gbit/s的DPSK信号光经背靠背、相位噪声劣化以及劣化后全光相位再生处理三种传输场景进了对比分析。模拟仿真结果与数值分析结果均表明，与劣化后未经再生处理的系统相比，全光相位再生处理后的系统误码率平均优化4个数量级，信噪比提升约3 dB，表明该空间激光通信全光相位再生技术可实现相位调制信号的全光相位再生，能够有效提升空间相干激光通信系统的性能，可以应用于空间高速激光通信网络中继节点处的全光数据中继等方向。
空间激光通信 全光再生 非线性光学 相位敏感放大 四波混频 free-space optical communication all-optical regeneration nonlinear optics phase sensitive amplification four-wave mixing 红外与激光工程
2019, 48(9): 0918003
电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室, 四川 成都 611731
针对放大自发辐射噪声引起的信号劣化情形, 分析了时钟抽运四波混频光纤再生器的静态和动态功率转移函数(PTF)以及Q因子转移函数(QTF)三者之间的差异, 揭示了消光比参数对动态PTF曲线的影响。重点研究了全光再生器的动态PTF和QTF特性, 发现仿真结果与实验数据相吻合。研究表明, 在给定波长配置和光纤参数下, PTF输出饱和点和QTF最佳工作点所对应的输入光功率相差1 dB, 且与抽运光功率基本无关。该结论意味着通过测量动态PTF曲线可以获得最佳工作点的信息。
光纤光学 全光再生 四波混频 功率转移函数 Q因子转移函数 激光与光电子学进展
2018, 55(9): 090603
空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
针对分布式卫星网络中由于多跳转发导致光信号严重损伤的问题，提出了一种基于级联半导体光放大器(SOA)结合两级偏移滤波结构的波长保持型全光再生方案。该方案利用光脉冲经过不同载流子恢复时间的SOA 时频谱展宽方向不同的特点，通过在两个级联的SOA 之后分别进行红移滤波和蓝移滤波，不仅实现了对光信号的两级再生，而且两次偏移滤波产生的波长偏移相互抵消，使再生前后信号的波长保持不变。研究结果表明：再生方案能够有效地抑制信号幅度噪声和功率起伏，信号Q 因子改善最高可达到8 dB。
光通信 全光再生 自相位调制 偏移滤波 波长保持 Q 因子改善
1 空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
2 空军哈尔滨飞行学院, 黑龙江 哈尔滨 150001
针对分布式卫星光网络的动态路由特性，提出了一种基于两级偏移滤波的波长保持型全光再生方案。该方案利用半导体光放大器(SOA)和高非线性光纤(HNLF)中自相位调制(SPM)效应感应的频率啁啾具有相反符号的特点，对经过其中的信号分别进行红移滤波和蓝移滤波，从而不仅实现了对光信号的两级再生，而且有效抵消了各自滤波造成的频率偏移，实现了再生前后信号波长的连续性。同时该方案具有结构简单、体积小、重量轻等特点，能够满足星上应用对有效载荷的限制。研究结果表明：该方案能够将信号Q因子提高超过1.5 dB，且与一级再生结果相比较，可以使误码率(BER)进一步降低一个量级。
光通信 全光再生 自相位调制 偏移滤波 波长保持
电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室, 四川 成都 611731
给出了适用于多波长再生的数据抽运简并四波混频(FWM)耦合模方程组，提出了时隙交织波长信道再生的准相位匹配均衡方法。从优化设计简并FWM相位失配因子入手，针对实验室已有的光纤，实现了4个固定波长信道的均衡再生；通过设计光纤参数，在一定带宽范围内可实现任意4个波长的均衡再生。计算结果表明，再生输出信号的脉冲峰值功率、消光比(ER)和Q值之间的差异分别不超过0.25 dB、0.42 dB和1.5。
光纤光学 全光再生 四波混频 相位失配 均衡再生
电子科技大学 光纤传感与通信教育部重点实验室，四川 成都 611731
比较了光交换节点中几种全光再生技术方案的优缺点，重点描述光纤参量振荡器的时钟提取实验和基于磁光四波混频的光门整形技术。实验揭示了光纤参量振荡器闲频光反馈控制方法的工作原理，并提取出稳定的高质量时钟信号。仿真比较了4种四波混频光门再生方案的功率转移特性，开展了磁光四波混频再生实验。研究表明：通过对高非线性光纤加载180 Gs直流磁场，可使光接收机灵敏度进一步提升2 dB。最后指出了全光再生技术的多信道、集成化发展趋势。
非线性光学 四波混频 磁光效应 全光再生 nonlinear optics four wave mixing magneto-optical effect all-optical regeneration
西南交通大学 信息光子与通信研究中心, 四川 成都 610031
研究了利用二次再生结构来抑制光纤自相位调制全光再生器引起的时间抖动。根据转移函数的输出特性, 分析了A-A、B-B和C-C 3种类型的二次再生器对时间抖动抑制的性能, 并利用分布傅里叶算法进行了仿真。理论和数值结果表明：C-C结构的二次再生器对时间抖动抑制效果最好, B-B型次之, 而A-A型则会加剧再生信号的时间抖动。造成二次再生器对抑制时间抖动性能差异的主要原因是, 第一级再生器会通过输出脉冲幅度的变化对第二级再生器的时间抖动造成影响。
光纤通信 全光再生 自相位调制 时间抖动 转移函数 fiber-optic communication all-optical regeneration self-phase modulation timing jitter transfer function
西南交通大学 信息科学与技术学院 信息光子与通信研究中心，四川 成都610031
基于高非线性光纤SPM(自相位调制)效应加偏移滤波的全光再生技术，分析了级联再生器在输入脉冲宽度、光纤参数和滤波器带宽一定的情况下，输入信号功率和滤波器偏移量对输入信号幅度抖动和Q值的影响。数值仿真结果表明：优化后的输入信号功率和滤波器偏移量使得级联再生后的信号幅度抖动和寄生脉冲都得到了抑制。第2级再生后的Q值改善值比第1级再生后最大提高了2 dB。
高非线性光纤 自相位调制 级联全光再生器 偏移滤波 highly nonlinear fiber SPM cascaded all-optical regenerator offset filtering
