光子晶体光纤反常色散区的频率转换实验研究

利用自制的高非线性光子晶体光纤进行了飞秒激光脉冲传输实验,研究了在不同功率、不同输入波长下高非线性光子晶体光纤的频率转换现象。当输入激光脉冲的中心波长位于光子晶体光纤反常色散区800nm处时,输出光谱向短波方向展宽,其产生的反斯托克斯波强度随输入功率增强逐渐增强;当输入激光脉冲的中心波长在反常色散区不同波长下时,光纤的频率转换效率不同,越接近零色散波长,转换效率越大,当输入脉冲中心波长为760nm时,产生的反斯托克斯波的中心波长为465nm,其强度是抽运波剩余强度的8.1倍,转换效率高达90%。     

飞秒脉冲在双折射光子晶体光纤正常色散区传输时色散波的产生机理及控制

利用自行研制的双折射光子晶体光纤（PCF）进行了30fs脉冲传输实验,首次发现入射脉冲的中心波长位于PCF的正常色散区也可以产生显著的蓝移辐射,蓝移辐射的特征与入射脉冲的偏振化方向有关,入射脉冲沿PCF的慢轴偏振时蓝移辐射中出现了明显的双峰结构,随着初始入射脉冲中心波长的增大蓝移辐射中双峰之间的波长差增大,利用色散波与入射脉冲的相位匹配解释了蓝移辐射产生。当入射脉冲偏振化方向与PCF的X轴夹角45°时,两偏振模之间的交叉相位调制和相干耦合会导致脉冲俘获,使得蓝移辐射向短波方向的移动受到抑制。通过相位匹配条件和入射脉冲偏振化方向的调节可以有效地控制双折射PCF中正常色散区蓝移辐射的产生。     

双折射光子晶体光纤中不同偏振角导致的脉冲俘获

基于耦合非线性薛定谔方程,研究了双折射光子晶体光纤中单个光脉冲的非线性传输.当输入脉冲位于反常色散区且偏振角偏离光纤快轴0°和90°时可观察到脉冲俘获现象,脉冲俘获效率在偏振角为45°时最小,当脉冲的入射角度互余时,小角度的脉冲俘获效率更高.此外,增加输入脉冲功率俘获脉冲能够获得更大的频谱偏移.     

基于非线性波导四波混频的波长变换技术

对光纤四波混频(FWM)效应的机理及相位匹配条件进行了分析,讨论了两种利用FWM进行波长变换的方案：在零色散波长附近利用相位匹配实现波长变换和利用泵浦光强度的非线性效应来实现宽带波长变换．探讨了此项技术目前存在的问题：入射光与泵浦光的偏振态不匹配;信号和泵浦之间的相干程度．提出采用短的高非线性光纤是一种有效的解决方法．     

光子晶体光纤光栅谐振波长的特性研究

应用多极法理论和传输矩阵法,对基于包层空气孔为正六边形对称结构的光子晶体光纤的布喇格光栅特性进行了计算和仿真。对比研究了常规单模光纤所成光栅与相同光栅周期的光子晶体光纤布喇格光栅反射谱之间的差异,重点研究了光子晶体光纤的结构参数变化(间隙孔半径、层数)与光子晶体光纤光栅的谐振峰变化规律。当光子晶体光纤的间隙孔半径增大时,光子晶体光纤光栅的谐振波长出现蓝移;当光子晶体光纤的间隙孔径不变而层数增加时,光子晶体光纤光栅的谐振波长出现红移。     

泵浦光中有效频段对CARS信号选择激发作用的实验分析

运用基于遗传算法的自适应飞秒脉冲整形技术,实现了苯(C6H6,992 cm-1)和氘代苯(C6D6,945 cm-1)混合溶液中相干反斯托克斯(CARS)信号峰高分辨率的选择激发.谐波频率分辨光学开关(SHG-FROG)痕迹显示出飞秒CARS的选择激发主要是通过对泵浦光中与某待测振动模式相对应的有效频段的裁剪来实现的.通过在傅立叶平面对泵浦光进行频谱裁剪进一步在实验上验证了这一结论.该项研究成果对于进一步提高遗传算法搜索效率提供了重要思路.对于复杂分子系统飞秒CARS的选择激发研究具有深远意义.     

啁啾对飞秒脉冲在光子晶体光纤中传输的影响

采用广义非线性薛定谔方程描述啁啾对飞秒脉冲在光子晶体光纤中传输特性的影响,利用对称分步傅里叶方法通过求解方程,数值计算了有无啁啾情况下相同脉宽和功率、不同入射波长飞秒脉冲在光子晶体光纤中的传输,对比不同色散区飞秒脉冲波形的演化及超连续谱的产生.结果表明,较低功率时,反常色散区和零色散区,初始啁啾对于孤子的快速形成和传输具有重要的作用,而位于正常色散区时,啁啾破坏了脉冲形状,不利于脉冲的传输.反常色散区和正常色散区啁啾有利于频谱的展宽;零色散区,啁啾对频谱展宽影响不明显.较高功率时,频谱展宽主要受功率影响,啁啾对频谱展宽作用不大.这些结论对于脉冲传输和超连续谱系统优化设计和控制具有理论指导意义.     

孤子脉冲在光子晶体光纤中的传播特性研究

根据光脉冲在光子晶体光纤中传播的非线性薛定谔方程,分析了孤子传播基本原理,给出了光脉冲在光子晶体光纤中色散和非线性效应的表达式,对非线性薛定谔方程进行归一化处理并求解,获得光子晶体光纤中基态孤子解.在远大于光纤零色散波长区域,使色散和非线性效应达到平衡,在光子晶体光纤中就可以得到稳定的光学孤子.光子晶体光纤中产生的孤子可以作为光孤子通信的载波,是光子晶体光纤中高次谐波产生的泵浦源.     

吸收对对称性一维三元光子晶体能带的影响

利用复折射率及传输矩阵理论,研究了光子晶体的吸收对对称性一维三元光子晶体能带及透射峰的影响,研究表明:在反射波中,禁带的反射率随消光系数的增加而迅速降低,当k增加到0.005时,禁带边缘模糊,不存在明显的禁带;在透射波中,随着消光系数的增大,禁带边缘逐渐模糊,当k增加为0.003时,透射率降为0.35;光子晶体的消光系数对禁带内透射峰的透射率有着明显的影响,当k为0.001时,透射率下降到0.15,随着消光系数的增加,透射峰的半峰全宽随之增加,但对透射峰的中心波长没有影响.     

非临界相位匹配KTP光学参量振荡器的研究

利用1.06μm激光脉冲泵浦非临界相位匹配（NCPM）KTP光学参量振荡器,获得中心波长1566nm的信号光输出。信号光脉冲宽度比泵浦光脉冲宽度小得多,当光学参量振荡器的腔长分别为3cm、6cm和8cm时,得到的信号光脉冲的时间宽度分别为6ns、4ns和3ns,并从理论上加以解释。     

波长路由WDM网络中“稀疏——部分”波长转换的模型与研究

在波长路由WDM网络中,波长转换是提高阻塞性能的一项关键技术。由于当前波长转换器的价格依然非常昂贵，如何有效利用波长转换器成为一个重要的问题。分析了稀疏——部分波长转换网络的结构，论证了该结构在获得优秀的阻塞性能同时，能显著地节省波长转换器的数目。理论和仿真结果表明，一个仅具有1%～5%波长转换能力的波长路由WDM网络，其性能非常接近于具有全程——完全波长转换能力的WDM网络。     

波长路由多纤环网的优化设计

在给出波长路由环网模型的基础上,提出了一种新的整数线性规划公式以解决波长路由多纤环网（MFR）的优化设计问题,整数线性规划公式所采用的优化目标是最小结点端口数目,以此为优化目标可以保证所设计的多纤环网具有最大的经济性,利用所提出的整数线性规划公式,定量分析了在不同通信模式（单Hub和双Hub),及路由方案（波长通道和虚波长通道）的情况下,单向和双向波长路由多纤环网的网络性能差异,所获得的结论有助于多纤环网结构的优化设计。     

一种新的波分复用光网络动态路由和波长分配算法

研究了WDM光网络中的路由和波长分配问题,并比较了目前提出的算法,对算法作了归类.提出了一种新的动态路由和波长分配算法,对算法的时间复杂度进行了分析.仿真试验结果表明,新算法减小了网络的阻塞概率,提高了网络性能.     

共享波长转换器全光网的路由和波长分配算法

针对节点共享和链路共享波长转换器的节点交换结构,提出了全光网的分层图模型构造方法,将路由和波长分配两个子问题转化为在分层图中求解最短路问题。这类分层图具有特殊性,不能使用经典的最短路算法求解,因此提出了相应的最短路算法,计算机仿真说明该算法的阻塞性能比固定路由算法好,节点共享结构的阻塞性能比链路共享结构好。     

Wavelength Reusability of Failure Protection Based on Rerouting in Wavelength-routed Optical Networks

This paper investigates the wavelength efficiency of failure protection based on rerouting in wave-length-routed optical networks. In order to study the impacts of different traffic pattern over the efficiency, a parameter, wavelength reusability ρ, is introduced as an evaluation criterion. Performance of different failure protection methods and the imfluence of different muting schemes over the performance are investigated. The muting and wavelength assignment problem involved in failure protection is formulated as integer linear programming problem, relevant heuristic optimization algorithms are also developed, numerical results are presented and discussed in detail.     

Applications of Acrylate—based Polymer and Silicone Resin on LPFG—based Devices

Both acrylate-based polymer and silicone resin are proposed as recoating materials surrounding LPFGs for purposes of different applications.For the LPFG recoated with a thin layer of acrylate-based polymer,the range of wavelength shift as much as 60nm is expected when temperature changes from0-100℃.As for that with surrounding material of silicone resin,the temperature stability is greatly improved depicted as the maximum wavelength shift of about 0.6nm with the same temperature variation.The former is potentially a broadband tunable band rejection filter or temperature sensor with enhanced sensitivity.And the latter could be applied as temperature insensitive filter,demultiplexer or strain sensor.     

IP波长路由器设计与实验研究

设计了一种新的骨干网中实现IP波长路由的方法,称为DPDP(缺省波长和专用波长),设计实验验证了节点结构设计、工作流程和相应通信协议设计的合理性,最后对相关问题进行了讨论。     

WDM全光通信网

介绍了波分复用(WDM)全光传输网的基本结构和功能应用,并概述了近几年来WDM全光网领域国内外最新发展情况以及未来全光网的发展趋势.     

A Novel Dynamic Routing and Wavelength Assignment Integrate Algorithm in WDM Optical Network

Dynamic routing and wavelength assignment in the wavelength division multiplex optical networks with both dynamic service tragic and limited-range wavelength conversion have been discussed. Based on Moone-Dijkstra algorithm, a novel heuristic dynamic mincost ＆ optimal virtual wavelength path （DMC-OVWP） algorithm is proposed, in which the probability and limitation of wavelength conversion are taken into account. With separation and combination of routing and wavelength assignment sub-problems, RWA problem is optimized. The simulation results for the topology like China Education and Research Network using the algorithm show that low blocking probability is obtained.