西安邮电大学 电子工程学院, 陕西 西安 710121
基于光纤中前向瞬态受激拉曼散射效应分析理论, 利用光子晶体的高非线性特性, 对光子晶体光纤拉曼波长转换进行了数值分析, 并建立了全光波长转换设计方案的理论模型, 给出了设计原理框图及实现方法。用OptiSystem对四路探测光进行波长转换仿真, 仿真结果表明: 所设计的全光波长转换器同时对四路探测光实现波长转换, 转换输出的信号光码型和输入泵浦信号光码型一致, 并且所得到的眼图线迹清晰, “眼睛”张开度良好。论证了该设计方案可行。
光子晶体光纤 受激拉曼散射效应 全光波长转换 高非线性 photonic crystal fiber stimulated Raman scattering all optical wavelength conversion high nonlinear coefficient 红外与激光工程
2016, 45(12): 1206011
1 山东省激光偏光与信息技术重点实验室, 曲阜师范大学 物理系, 山东 曲阜 273165
2 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 信息功能材料国家重点实验室, 上海 200050
为了改善全光波长转换器的转换性能进而提高输出信号质量, 研究了波长转换器的Q因子特性。采用牛顿迭代法和四阶龙格库塔法解光场传输方程和跃迁速率方程, 分析了输入信号光功率、脉冲宽度、最大模式增益和有源区长度4个因素对全光波长转换器的Q因子特性的影响, 并将得到的结果与相同条件下的输出消光比比较。结果表明: 增大输入信号光功率, Q因子先增大后减小, 并且在－12 dBm时取得最大值8.819 dB; Q因子随着脉冲宽度的增加而不断下降; 增大最大模式增益和有源区长度, Q因子增大。在实现波长转换的基础上,优化各参数数值, 得到的Q因子达到16.680 dB,输出信号质量较好。要同时获得高的消光比和Q因子, 提高输出信号的质量, 必须选取适当的输入信号光功率、脉冲宽度、最大模式增益和有源区长度。
量子点半导体光放大器 全光波长转换 交叉相位调制 Q因子 quantum-dot semiconductor optical amplifier all-optical wavelength converter cross phase modulation Q factor
1 国网湖北省电力公司 信息通信公司, 武汉 430077
2 华中科技大学, 武汉 430074
全光波长转换技术在波分复用网络中有着非常重要的作用, 尤其是基于SOA(半导体光放大器)的全光波长转换技术, 已有较为成熟的理论研究, 但其性能上仍存在很多不足。文章对基于SOA的全光波长转换技术的原理和性能特点进行了分析和比较。由最基础的不同类型的基于SOA的全光波长转换技术扩展到改进的技术方案, 对不同结构和类型的全光波长转换技术进行了特性分析和比较, 并对它们的应用前景和发展方向进行了展望。结果表明, 通过改变SOA的增益特性或者改变系统结构, 均能在不同方面改善全光波长转换技术的性能参数。
半导体光放大器 全光波长转换 交叉增益调制 交叉相位调制 四波混频 SOA all-optical wavelength conversion XGM XPM FWM
1 西安邮电大学 理学院, 陕西 西安 710121
2 西安邮电大学 电子工程学院, 陕西 西安 710121
3 西安邮电大学 通信与信息工程学院, 陕西 西安 710121
提出利用光纤中非线性效应——受激喇曼散射(stimulated Raman scattering, SRS)实现波长转换的原理方案和相应的理论分析模型, 并进行实验验证, 将经过放大后的信号光和连续探测光同时注入光纤, 在光纤中进行SRS放大, 实现信号之间的转换。结果表明: 利用SRS可实现波长转换, 可实现跨几个THz的波长之间的转换。得到最大转换效率和消光比分别为-17.3 dB和15.7 dB。通过改变探测光的波长, 可实现相隔几个THz光信号的全光波长转换和可调谐波长转换。
光通信 光纤光学 受激喇曼散射 全光波长转换 optical communications fiber optics stimulated Raman scattering all-optical wavelength conversion
1 下一代互联网接入系统国家工程实验室，湖北 武汉430074
2 华中科技大学 光学与电子信息学院，湖北 武汉430074
AOWC(全光波长转换)是WDM (波分复用)光纤通信网络中的一项核心技术，基于FWM (四波混频)的AOWC能够保持信号原有的振幅、相位和偏振方向，适用于高频谱效率的高级调制格式信号波长转换。文章系统地总结了基于FWM实现各种高级调制格式信号波长转换的研究进展，对各种方案的特点进行了比较分析，最后探讨了提高器件实用性和可靠性的方法。
全光波长转换 四波混频 高级调制格式 AOWC FWM advanced modulation format
南京邮电大学 光电工程学院，江苏 南京 210003
文章提出了一种利用半导体光放大器(SOA)中的四波混频(FWM)效应、适用于偏振移位键控(PolSK)调制的全光波长转换器方案。注入的辅助光可以缩短SOA增益恢复时间，增大饱和功率，提高波长转换效率。通过数值模拟从理论上实现了这种全光波长转换器，研究了输入泵浦光、信号光和辅助光功率对全光波长转换器输出特性的影响。
全光波长转换器 四波混频 偏振移位键控 半导体光放大器 all-optical wavelength converter FWM PolSK SOA
钱银博 1,2,3张敏明 1,2,3刘德明 1,2,3邓磊 1,2,3杨康 1,2,3
1 华中科技大学 光电子科学与工程学院， 湖北 武汉 430074
2 下一代互联网接入系统国家工程实验室， 湖北 武汉 430074
3 武汉国家光电实验室， 湖北 武汉 430074
文章提出一种基于全光波长转换(AOWC)的新型波分/时分混合复用无源光网络(HPON)架构，使用掺铒光纤放大器(EDFA)来扩展突发模式全光波长转换模块(BM-AOWCM)的输入动态范围，以满足系统上行2.5 Gbit/s突发信号波长转换应用的要求。分析了动态范围扩展的原理，并通过仿真进行验证。搭建了测试系统，实验结果表明，在误码率为10-9时，动态范围可以由5.5 dB扩展到29.8 dB。
光通信 波分/时分混合复用无源光网络 突发模式 全光波长转换 动态范围 optical communications HPON burst-mode AOWC dynamic range
1 南京邮电大学光电工程学院, 江苏 南京 210046
2 华中科技大学武汉光电国家实验室, 湖北 武汉 430074
建立了当两输入光偏振方向不平行时半导体光放大器(SOA)中近简并四波混频(FWM)效应的宽带理论模型; 以基于SOA的近简并FWM型波长转换器为例, 通过数值模拟, 对两输入光偏振方向不平行时, 输入信号光、输入抽运光、两输入光之间的波长失谐量和偏振夹角对近简并FWM效应及波长转换特性的影响进行了理论研究。结果表明,对于输入信号光和抽运光来说存在着最佳功率值; 增大输入信号光波长失谐量, 转换效率随之下降; 随着两输入光偏振夹角的增大, 转换特性变差, 同时输出光的偏振角随两输入光偏振夹角的增大而增大。
非线性光学 近简并四波混频 半导体光放大器 全光波长转换器 转换效率
1 武汉光电国家实验室，武汉 430074
2 华中科技大学 光电子科学与工程学院，武汉 430074
3 长飞光纤光缆有限公司，武汉 430073
分析了光纤零色散波长、光纤长度、信号光频率及泵浦功率对基于光纤简并四波混频的可调谐波长转换器调谐带宽和转换效率的影响.结果表明对应不同的零色散波长都存在唯一的最优信号光频使得调谐带宽达到最大，进而推导了最优信号光频和最大调谐带宽的解析表达式，给出了提高此类器件调谐带宽和泵浦效率，减少调谐中输出信号功率起伏的优化设计方法.与以往实验结果相比优化后同等泵浦功率下调谐带宽可增加10 nm，若保证同样的调谐带宽则可将泵浦功率降低4.6 dB.
非线性光学 全光波长转换 简并四波混频 高非线性光纤 Nonlinear optics All-optical wavelength conversion Degenerate FWM High-nonlinearity dispersion shifted fiber
1 重庆工学院 数理学院，重庆 400050
2 浙江工业大学 理学院，杭州 310032
3 西南大学 物理学院，重庆 400715
在半导体光放大器中，采用由张应变引起的自身双折射理论模型对交叉偏振调制型全光波长转换器的波长转换特性进行了数值研究，并对数值结果与相关实验进行了对比。结果表明：通过调节系统参量，可以实现同相或反相波长转换；同相和反相波长转换时输出的信号啁啾、消光比和眼图具有不同特性；随着数据传输速率的增加，输出信号的眼图张开度减小，啁啾变大。
光纤通信技术 全光波长转换 半导体光放大器 双折射 交叉偏振调制 optical fiber communication technology all-optical wavelength conversion (AOWC) semiconductor optical amplifier (SOA) birefringence cross-polarization modulation
