摘要：基于非线性效应的全光组播,以其能直接在光域内将信息从单节点路由到多目标节点而受到广泛关注。实验证实了利用色散平坦高非线性光子晶体光纤级联光学滤波器实现全光波长组播的新方案,通过使用窄带光学滤波器依次选择自相位调制加宽光谱分量,对速率为40 Gbit/s的归零信号实现了极性保持、通道间距100 nm的1到6信道全光波长组播。进一步研究了所设计全光波长组播器的动态特性,结果表明,它具有20 nm的宽带波长调谐范围,同时,对输入信号的光功率波动具有较强的容忍性,系统整体结构简单,在未来透明光子网络中很有应用潜力。

摘要：提出并实验证实了利用色散平坦高非线性光子晶体光纤中双抽运四波混频效应实现非归零(NRZ)到归零(RZ)码型转换的新方案,将一束NRZ信号光与两束同步时钟脉冲光同时注入光子晶体光纤,通过双抽运四波混频效应产生两个闲频光,经过光学滤波后即可完成单到双全光NRZ-RZ码型转换.与基于常规单抽运四波混频效应的码型转换方式相比,本设计方案由于采用了双抽运四波混频效应,因此具有双路组播信号波长可彼此独立选取的优点.分析了码型转换器的波长调谐性及对输入光功率波动的容忍性,得到转换信号的最优消光比和Q因子分别为15dB和5.4.研究结果表明,本方案既具有对比特率和调制格式透明的优点,又避免了使用单抽运四波混频效应进行码型转换时两路组播信号波长相互制约的弊端,且实现了全光波长转换和波长组播功能.

摘要：在光子晶体光纤二氧化硅材料中掺入氟元素、在光纤中引入七个椭圆空气孔以及三角形和矩形周期性空气圆孔,设计了一种氟掺杂双芯光子晶体光纤偏振光分束器.对该分束器结构参量进行优化,对分束器分离两正交偏振光的性能进行分析.结果表明:在优化结构尺寸下,当光纤长度为102.717μm的超短长度时,在1.55μm波长处具有超强的分离两束正交偏振光的能力,消光比可以达到126.442dB,具有60nm的有效带宽.此偏振光分束器在大容量光通信系统中具有重要的应用价值.

摘要：基于光纤中受激喇曼散射效应,运用级联同种光纤设计出全光多波长转换耦合器,使转换输出的各路信号光功率相等.建立了全光多波长转换设计方案的理论模型,给出了设计原理框图以及实现方法,并以1路泵浦信号光、4路连续探测光为例,通过OptiSystem软件进行了仿真,仿真结果表明:所设计的全光多波长转换耦合器能同时对4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基本一致;转换效率和消光比随着探测光波长的增大而增大,最大值分别为-34dB和36.68dB;Q因子随着探测光波长的增大而减少,最大值为128.29;在级联光纤之后,4路输出信号光峰值功率和消光比基本相等,Q因子整体数值相对于全光多波长转换后有所下降,最大值为89.5455,验证了该方案的可行性.

摘要：提出了一种基于硅锗（Ge-on-Si,GOS）的新型亚微米光波导,通过调节二阶色散对此波导的结构进行了优化设计,研究了其在波长为3~6μm间的连续光波长转换性能.数值结果表明,在脊宽2.8μm、脊高1.6μm,平板厚度0.48μm的优化结构下,当泵浦光波长在靠近二阶零色散点的负色散波长区时可以实现高转换效率宽带中红外波长转换,3 d B转换带宽可达到1664 nm,在0.05 GW/cm2的泵浦光功率密度下,最大转换效率可达到-2.479 d B.该波导在中红外波段具有波长转换带宽大、转换效率高的优点,在未来空间光子网络与通信方面具有潜在的应用前景.

摘要：采用非相干光作为光源,以平面镜为反射面,对光纤位移-振动传感器的性能进行研究。推导出光纤输出功率与测量距离的解析表达式,并详细探讨了不同光纤半径、光纤数值孔径、发射光纤和接收光纤间距、发射光纤和接收光纤轴线夹角下输出功率比与测量距离之间的内禀关系。仿真结果表明:光纤半径越小,光纤间距越大,可以测试的距离范围越小;光纤数值孔径、光纤轴线夹角越小,可以测试的距离范围越小。通过分析不同情况下,输出功率比随测量距离变化的关系,可以在实际工程应用中根据测量需要选择设计合适的传感器。此外,还对测量误差进行了分析,得到光纤轴线夹角越小,测量距离的范围越大,误差率越小,当光纤轴线夹角为0.25°时,误差率约为1%。

摘要：提出了一种基于模式演变原理的紧凑型偏振分束旋转器(Polarization Splitter Rotator,PSR)。该器件由锥型TM0-TE1模式转换器与非对称定向耦合(Asymmetric Directional Coupler,ADC)结构的模式分束器组成,经粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)和样条插值原理优化后的器件总长度仅为45μm。利用时域有限差分法(Finite Difference Time Domain method,FDTD)对器件进行仿真,数值结果表明:输入TE0模式时,在100 nm(1500~1600 nm)带宽内具有低插入损耗(49.1 dB);输入TM0模式时,在整个C波段内具有低插入损耗(15.5 dB),且在中心波长1550 nm处插入损耗值仅为0.06 dB。此外,对器件的公差进行了分析,结果表明该器件具有良好的鲁棒性。所设计的PSR具备低损耗、小尺寸以及低串扰特性,在未来大规模光子集成领域具有重要应用价值。

摘要：归零(Rz)码与非归零(NRZ)码是波分复用和时分复用系统中广泛采用的两种码型,全光NRZ到RZ码型转换能完成从波分复用到时分复用的网络接口功能,是未来透明光子网络中一项重要的全光信号处理技术.提出并实验证实了一种基于色散平坦高非线性光子晶体光纤中四波混频效应的单到双NRZ到RZ码型转换方法,将一束信号光与同步时钟脉冲同时输入色散平坦高非线性光子晶体光纤中,通过四波混频过程,产生两个携带该数据信息的闲频光。从而实现了单到双的NRZ到RZ码型转换功能,码型转换器工作波长在193 nm范围可调谐,最大转换效率为-21 dB,最优消光比和品质因子分别为11.9 dB和7.2.该方法的特点在于基于光纤中的四波混频效应工作,因而具有对调制格式和比特率透明的优点,同时,光子晶体光纤特有的高非线与色散平坦性,既避免了使用传统光纤需要较长的长度,又避免了波长设置不灵活的弊端,并具备可进一步增加带宽的能力,且在码型转换的同时,实现了波长转换,完成了双通道波长组播功能.整个系统为全光纤设计,结构简单,性能可靠,并易于与现有的光纤通信系统相容,对促进超高速大容量光子网络的发展具有重要意义.

摘要：光学相干层析成像(Optical Coherence Tomography,OCT)技术具有非侵入、高分辨率、可实时成像等优点,在生物医学、材料学及红外传感等众多领域被广泛应用。设计了一种基于氮化硅(Si3N4)的脊形悬空光波导,基于时域有限差分法对所设计波导的主要结构参数进行了优化,并研究了该波导中产生的超连续谱特性。数值模拟结果表明,在脊宽=750 nm、脊高=700 nm、平板厚度=200 nm以及上覆层高=150 nm的优化结构下,当入射泵浦光波长为1.3µm,峰值功率为2 kW,和脉宽为50 fs时,基于该光波导可以产生波长覆盖可见光至中红外(703~4014 nm)的宽带超连续谱。这一结果对于促进片上集成宽带光源在生物医学等领域的应用具有重要作用。

摘要：设计了一种基于双芯负曲率光纤的新型低损耗大带宽太赫兹偏振分束器,该器件以环烯烃共聚物为基底,沿圆周等间距分布着12个含内嵌管的圆形管,通过上下对称的两组外切小包层管将纤芯分成双芯.采用时域有限差分法对其导模特性进行分析,详细研究了各个参数对其偏振分束特性的影响,分析了该偏振分束器的消光比、带宽、传输损耗等性能.仿真结果表明:当入射光频率为1 THz,分束器长度为6.224 cm时,x偏振光的消光比达到120.8 dB,带宽为0.024 THz,y偏振光的消光比达到63.74 dB,带宽为0.02 THz,传输总损耗低至0.037 dB/cm.公差分析表明结构参数在±1%的偏差下,偏振分束器仍然可以保持较好的性能.