河南理工大学, 物理与电子信息学院 河南 焦作 454003
为提高光载无线(radio over fiber, ROF)中光生毫米波的倍频系数及降低系统的复杂度, 提出了一种基于级联双驱动马赫曾德尔调制器(dual-drive Mach-Zehnder modulator, DMZM)与高非线性光纤(highly nonlinear fiber, HNLF)相结合的24倍频毫米波光载无线通信系统; 通过调节参数使两个调制器均工作在最大偏置点, 产生频谱纯净的四阶光边带, 采用单边带调制的方式将数据信号加载到4阶边带而后两边带耦合传输, 经过HNLF的四波混频效应后滤波得到12阶光边带, 最终由光电探测器(photo detector, PD)拍频生成高质量的24倍频毫米波信号。此外, 分析了HNLF的长度、入纤光功率以及标准线性光纤对系统性能的影响, 仿真结果表明, 当系统处于无差错传输时, 背靠背(back-to-back, BTB)传输与经30 km光纤传输后的功率代价为2.5 dB。该方案结构简单、成本低廉、倍频系数高, 为微波光子学的发展提供了一种新途径。
毫米波 24倍频 双驱动马赫曾德尔调制器 高非线性光纤 四波混频 光载无线通信 millimeter wave 24-tupling dual-drive Mach Zehnder modulator highly nonlinear fiber four-wave mixing radio over fiber 量子光学学报
2023, 29(1): 010702
1 重庆邮电大学 通信与信息工程学院, 重庆 400065
2 东北大学 计算机科学与工程学院, 沈阳 110819
针对目前光网络物理层面临的窃听安全问题, 文章提出了一种基于高非线性光纤(HNLF)和超结构光纤布拉格光栅(SSFBG)新的混合光加密方案。方案中采用简并四波混频(FWM)效应对用户信息进行加解密, 并采用光编码技术对密钥信息进行编解码, 编码的同时实现了密钥信号的隐匿传输。通过对比信道中传输的加密信号波形和原始发送信号波形衡量系统的安全性, 并通过系统接收端误码率来衡量系统的有效性。仿真结果表明, 使用了文章所提新的混合光加密方案后, 用户数据信息的频率和相位发生扰乱, 编码后的密钥信号光功率低至-34.4 dBm, 因此窃听信道既无法得到有效数据信息, 也检测不到密钥信号, 从而实现了正交相移键控(QPSK)信号的安全传输。
光加密 光编码 隐匿传输 高非线性光纤 超结构光纤布拉格光栅 optical encryption optical coding hidden transmission HNLF SSFBG
闫丽 1,2,3林启蒙 1,2,3宋园起 1,2,3贾谞卓 1,2,3[ ... ]江曼 1,2,3,*
1 西北大学 光子学与光子技术研究所，西安 710127
2 西北大学 陕西省光电子技术重点实验室，西安 710127
3 西北大学 省部共建西部能源光子技术国家重点实验室，西安 710127
报道了一种基于非线性光纤的宽光谱类噪声锁模掺铒光纤激光器。在非线性偏振旋转锁模掺铒光纤激光谐振腔内引入色散补偿光纤和高非线性光纤，实现腔内色散和非线性管理，最终获得稳定的锁模脉冲输出。当在谐振腔内引入6 cm高非线性光纤时，可以获得中心波长为1 534 nm，脉冲宽度为1.9 ps，重复频率为20.1 MHz，40 dB光谱带宽约为100 nm的超短脉冲输出。在此基础上，将高非线性光纤长度增加至30 cm时，通过优化波片角度，观察到稳定的类噪声锁模脉冲输出，其输出光谱覆盖范围为1 280~1 850 nm，40 dB带宽为500 nm，尖峰脉冲宽度短至70.9 fs，基座脉冲宽度为26.6 ps，重复频率约19.7 MHz。同时在实验中发现随着泵浦功率的提高，类噪声脉冲的基座脉宽和尖峰脉宽的演化呈相反趋势，光谱覆盖范围更宽。该类噪声锁模光纤激光器的研究对低相干光谱干涉技术的发展具有重要意义。
宽光谱 高非线性光纤 色散 类噪声脉冲 非线性偏振旋转锁模 Broad spectrum Highly nonlinear fiber Dispersion Noise-like pulse Nonlinear polarization rotation mode-locking
1 邢台医学高等专科学校, 河北 邢台 054000
2 天津津航技术物理研究所, 天津 300308
3 邢台医专第三附属医院, 河北 邢台 054000
针对产生光频率梳需要锁模激光种子源的难题, 创新性提出了用连续光源产生光频率梳, 应用色散平坦高非线性光纤解决了宽光谱范围四波混频和级联四波混频效应的相位失配问题。通过实验展示了近40 nm带宽的光频率梳的形成, 光频率梳由低功耗, 低成本, 连续波种子(法布里-珀罗激光器)生成, 无需脉冲激光源。连续光频率梳是由在420 m零色散色散平坦高非线性光纤中的四波混频和级联四波混频效应产生的, 频谱带宽扩展了近10倍, 频率梳的线宽为4.3 MHz。
四波混频 连续光频率梳 线宽MHz 色散平坦高非线性光纤 four-wave mixing CW frequency comb linewidth of MHz zero-slope dispersion dispersion-flattened HNLF 红外与激光工程
2018, 47(7): 0706007
1 苏州大学 电子信息学院
2 文正学院, 江苏 苏州215006
文章主要利用HNLF(高非线性光纤)实现超宽带波长转换。从HNLF出发, 简单介绍了光纤的基本原理和参数, 利用光纤的耦合振动方程, 推导了FWM(四波混频)效应进行波长变换的理论依据, 并分析了影响波长转换效率的因素。针对这些因素, 利用Optisystem仿真软件在常规非线性光纤中进行仿真验证。通过调整相关参数, 在自定义参数HNLF中实现了较大带宽和较高效率的波长转换。
波长转换 四波混频 高非线性光纤 wavelength converter FWM HNLF
1 宁波大学信息科学与工程学院, 浙江 宁波 315211
2 宁波教育学院网络与教育技术中心, 浙江 宁波 315016
基于四波混频(FWM)效应的光生毫米波(MMW)技术因对信号频率、幅度和相位无限制且光转换效率高，已成为光生毫米波技术研究的一个重点方向。回顾了基于四波混频的光生毫米波技术的研究历程，讨论了目前基于半导体光放大器(SOA)、高非线性光纤(HNLF)和硅基波导等光学器件的四波混频效应生成毫米波的三种技术路线，综述了硫系玻璃光纤和硫系波导在光生毫米波领域的研究进展，并对光生毫米波技术的发展前景进行了展望。
非线性光学 光生毫米波 四波混频 半导体光放大器 高非线性光纤 硫系波导 硫系玻璃光纤 激光与光电子学进展
2016, 53(5): 050001
北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院，北京 100191
在未来的通信领域中，全光逻辑门是全光计算机和全光网络的基本单元。目前已经提出了很多实现全光逻辑门的结构和方法，但是全光逻辑的技术瓶颈也出现了，就是怎样能够将单个的全光逻辑门级联起来实现更复杂的逻辑关系。现存的全光逻辑门结构一般不具有很好的可以实现多级连接的级联性，而且现有的对于级联性的分析大都停留在理论层面，而没有与实际情况相结合，所以对于实际应用来说意义很小。提出了一种新型的基于高非线性Sagnac干涉仪的超高速全光NOT门，建立了它的数学模型，采用了与实际情况更加接近的高斯脉冲模拟输入光，并且在仿真结果的基础上分析了系统的级联性，对级联性的分析考虑了光纤损耗和走离效应的影响。得到的基本结论表明，所提出的全光逻辑门的结构能够在实际情况下保持良好的级联性。
全光逻辑门 高非线性光纤 可级联性 all-optical logic gate HLNF cascade
1 国网四川省电力公司技能培训中心, 成都 610000
2 电子科技大学 通信与信息工程学院, 成都 61173
首先介绍了级联结构光纤参量放大器的工作原理, 即通过两种光纤色散补偿来平坦信号输出增益。其次推导出小信号近似下单泵浦级联光纤参量放大器的信号输出增益表达式, 并在此基础上利用Matlab软件对影响增益特性的各个参数进行数值分析。结果表明, 级联光纤参量放大器的峰值增益与增益带宽, 受到分段数、泵浦光功率、泵浦波长、色散补偿光纤(DCF)长度、高非线性光纤(HNLF)的零色散波长、HNLF长度、HNLF非线性系数和HNLF色散斜率的影响。
光纤参量放大 级联放大 高非线性光纤 色散补偿光纤 fiber optic parametric amplifier cascaded amplifier high nonlinear fiber dispersion compensation fiber
1 西安邮电大学 电子工程学院, 陕西 西安 710121
2 西安邮电大学 通信与信息工程学院, 陕西 西安 710121
针对光纤通信中密集波分复用系统各信道的在线平坦光放大这一光通信问题,提出利用级联高非线性光纤来设计增益平坦的拉曼光纤放大器。对高非线性光纤(As-S光纤)拉曼增益谱前后沿进行线性拟合处理, 利用不同波长泵浦抽运同种光纤, 实现前放大后增益补偿, 并考虑信号光损耗不同, 在输出端得到了一个近似固定的功率输出值, 并分析了影响拉曼光纤放大器输出特性的因素。模拟结果表明: 平均增益为20.45 dB, 增益平坦度为0.15 dB。
拉曼光纤放大器 级联光纤 增益平坦 高非线性光纤 Raman fiber amplifier(RFA) cascaded fiber gain-flattened highly nonlinear fiber
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
实验考察了输入光信号调制速率、泵浦功率、偏振态以及光纤参量振荡器(FOPO)环形腔内光纤长度、光偏振旋转等因素对FOPO提取的时钟信号相位抖动和幅度噪声的影响。实验表明,在光时钟信号相位抖动均方值(RMS)为0.025 UI的容限内,基于FOPO的全光时钟提取方案对这些变化因素的承受能力分别为：8.2 kHz的输入信号调制速率变化、5 dB的泵浦光功率变化、20°泵浦信号方位角变化、2 mm的腔内光纤长度变化以及14°的腔内信号方位角变化。这为进一步提高基于FOPO全光时钟提取性能提供了重要实验依据。
光通信 全光时钟提取 光纤参量振荡器 高非线性光纤 optical communications all-optical clock recovery fiber-optical parametric oscillator highly nonlinear fiber
