1.7～1.9 μm波段氟化物光纤拉曼激光器的理论研究

文章数值分析了基于氟化物光纤的级联拉曼脉冲光纤激光器;利用分步傅里叶法,分析了输出端耦合比、泵浦功率和光纤长度对激光器输出功率和转换效率的影响;并对激光输出进行波长调谐分析,从理论上为实现1.7～1.9μm波段的波长可调谐拉曼脉冲光纤激光器提供了依据。研究结果表明:利用1.55μm波段的泵浦源,通过一阶和二阶拉曼散射过程,该激光器能产生覆盖1.7～1.9μm波段的激光输出;该激光器模型输出端的最佳反射率约为10%;在泵浦功率约为52.893 W的情况下,最佳光纤长度在10～15 m之间;经过优化,获得最大平均输出功率为33.782 W,最高转换效率为68.2%。     

一种输出稳定的窄线宽可调谐掺铒光纤激光器

用薄膜滤波器作为调谐元件,在激光器谐振腔内加入一段未泵浦的掺铒光纤,利用其空间烧孔效应压窄线宽和稳定输出,设计了一种输出稳定的可调谐窄线宽掺铒光纤激光器.调谐范围为1 530～1560nm,输出线宽小于0.06 nm,输出稳定,受振动等环境因素影响小.     

双FBG双波长掺铒光纤激光器设计与实验研究

波长可调谐的双波长光纤激光器由于带宽较宽、线宽窄,与光纤元件天然兼容等特点,可作为DWDM光纤通信及光纤传感系统的理想光源。设计并实验研究了一种双波长环形腔掺铒光纤激光器,该激光器采用两根FBG和一个3dB耦合器构成可调谐Y型光滤波器,并通过对FBG施加轴向应力改变布拉格中心波长,从而获得波长可调谐的双波长激光输出。实验结果表明:当轴向负载在0～100 N范围内变化时,双波长光纤激光器的波长差在0.638～1.616 nm范围内线性调谐,调谐灵敏度为0.009 6 nm/N。利用增益均衡方法独立调节激光腔内的增益和损耗,光纤激光器可在单波长和双波长两种运转状态之间切换。     

基于双光纤光栅法布里-珀罗滤波器的可调谐单频光纤激光器

基于游标原理,利用一对光纤布喇格光栅法布里-珀罗滤波器(FBG-FP)作为模式选择器件,设计了一种新颖的环形腔光纤激光器.从理论和实验上研究了该激光器的特性.通过对可调谐FBG-FP应力调谐,在1550.840 nm到1551.762 nm范围内,以96 pm为平均间距,获得了8个由固定FBG-FP的透射谱所确定的窄线宽稳定激光输出.实验上每隔1分钟用光谱分析仪(OSA)对输出光波长自动扫描,记录的输出光波长漂移在数皮米范围内,且功率的波动小于0.1 d B.这种可调谐的单频光纤激光器在光纤通信和光纤传感方面有潜在的应用价值.     

可调谐滤波器驱动电路设计与实现

可调谐光滤波器是一种波长或者频率的选择器件,是光纤通信系统及光纤光栅传感系统中的一个关键性器件。它能够动态地从多个不同频率的输入光信号中,根据需求选择出一种特定频率的光信号,同时衰减其它的频率成分,起到选频的作用。同时可调谐光滤波器还可应用在光纤激光器、波长变换器、光放大信号器中实现信号滤波等功能。本文从数字和模拟两个方面对可调谐光滤波器的驱动电路进行研究和设计,实现可调谐光滤波器优良的滤波性能。     

高平均功率全固态OPO及倍频可调谐蓝光激光器

实验研究了采用光参量激光与倍频方法产生高平均功率可调谐蓝光激光方案,实验获得900nm近红外参量激光输出9.4W,参量转化效率达52%;采用温度调谐,获得777nm到1036nm的可调谐参量输出;利用走离补偿的新晶体BiBO对可调谐光参量倍频,获得可调谐蓝光激光输出,调谐波段覆盖整个蓝光波段,蓝光激光最高输出功率1.3W,倍频效率21%.此外,分析了蓝光输出功率倍频效率较低的原因,并提出了改进倍频效率和提高蓝光激光输出功率的方案.     

波长可调谐环形腔铒镱共掺光纤激光器数值研究

设计了一种新型的可调谐铒镱共掺光纤激光器,通过铒镱能级系统的速率方程,分析了环形腔内激光产生的原理。并在此基础上进行了仿真实验,得到了激光输出功率与掺杂光纤长度的关系,并对输出耦合器分光比进行了优化。     

一种基于ZnO随机激光的采集与解调系统

针对目前随机激光的选模研究状况,根据光纤光栅的反射特性,采用光纤光栅阵列结构设计了一种可调谐的紫外激光器的采集与解调系统并进行了相关实验。通过实验结果可以看出该系统可以通过计算机扫描电压调节PZT驱动参考光栅,较理想地实现随机激光器的单模输出,系统的波长解调精度可达5 pm以内。该系统的提出,是随机激光和可调谐紫外激光器研究中的一种很有价值的尝试。     

基于受激布里渊散射的微波光子滤波器

提出了一种基于可调谐多波长光纤激光器和受激布里渊散射(SBS)的中心频率可调谐的复系数多抽头微波光子滤波器.滤波器的复系数由SBS相移器的相移产生,通过改变SBS的泵浦功率即可改变相移的大小,实现滤波器的中心频率连续可调,同时保证滤波器的频率响应特性不变.滤波器的频率选择性可通过减小载波的波长间隔得到改善.通过调节多波长光纤激光器的相邻波长间隔使品质因数(Q)提高了15.922 1,微波光子滤波器(MPF)的中心频率实现了6.402GHz范围内的连续调谐.     

基于多波长激光器和MZ干涉仪的可调谐可重构微波光子滤波器

提出了1种基于波长间隔可调谐多波长激光器和MZ干涉仪的微波光子滤波器.光子晶体光纤(PCF)Sagnac环滤波器具有波长选择的功能,使激光器产生多波长.向PCF的一个大空气孔中填充甘油,调节温度,改变PCF的双折射,能够使激光器产生不同波长间隔的激光.该激光器作为微波光子滤波器的光源,通过连续调节输出激光的波长间隔,可使滤波器具有不同的自由频谱范围(FSR),实现了滤波器的连续可调谐.当温度的变化范围为25-120℃时,仿真测得,FSR的变化范围为2.33-10.54 GHz.此外,通过调节MZ干涉仪两臂的臂长差,改变载波系数,使滤波器通带具有不同的主旁瓣抑制比和3 d B带宽,频率响应形状发生明显变化,实现了滤波器的可重构特性.     

基于二级MZM相干调制实现高速长距离RoF通信

提出并计算机仿真证明了基于二级光电双臂相干调制及双二进制光信息编码技术实现超高速超长距离光纤微波传输(Radio over Fiber)的系统设计方案. 通过第一级光电双臂相干调制构建光双二进制信号,其信号占用频谱带宽比NRZ码降低50%. 通过第二级光电双臂相干调制加载40 GHz超高频载波信号,实现光纤微波传输. 计算机仿真结果分析表明:CW激光光源发射功率为0 dBm,经过多级EDFA光信号放大与色散补偿光纤,在色散系数为17 ps/(nm·km),衰减系数为0.2 dB/km的标准单模光纤中单通道传输,系统码元传输速率可达40 Gb/s、传输距离1 500 km以上.     

Ultra-high suppression microwave photonic bandstop filters

A bandstop radio frequency （RF） filter can enhance the capabilities of RF communication systems by removing unwanted signal components such as distortion, or interference. In modem cognitive radio systems, frequency agile filters are desired to block interferers with dynamically changing frequencies and powers. These filters should be tunable over a broad frequency range, and they should be capable of suppressing very strong signals with a high resolution. To simultaneously meet these requirements with traditional RF filters are highly chal- lenging. Microwave photonic （MWP）, a technology that primary deals with the generation, distribution, and processing of high speed RF signals using photonic techniques and components, is promising for creating frequency agile RF filters. However, traditional MWP filters are lacking the high resolution and peak suppression exhibited by state-of-the-art RF electrical filters. We recently introduced a new class of MWP notch filter which is free from this limitation. This scheme allowed the creation of anomalously high suppression MWP notch filter from virtually any kind of optical resonance, irrespective of its type （gain or absorp tion）, or its magnitude. This enabled, for the first time, simultaneous optimization of the MWP filter resolution, peak attenuation, and frequency tuning range. In this paper, we present the analysis of notch filter response creation using the novel sideband processing technique. We then show the applicability of this technique to a wide range of optical filters. We compare simulated and experimental results of the notch filter response created using three types of optical filter commonly used in MWP signal processing, namely stimulated Brillouin scattering （SBS）, an integrated optical ring resonator （ORR）, and a phase-shifted fiber Bragg-grating （FBG）.     

准连续可调的NH3分子光泵亚毫米波激光

以NH_3分子气体为工作物质,对CO_2激光和微波同时作为泵浦源的光泵亚毫米波激光系统的密度矩阵方程的求解,获得光泵激光器的频率特性和增益特性。理论计算结果表明:利用光泵激光中的超喇曼过程,改变微波频率,可以产生频率准连续可调的亚毫米波信号;利用谱线的压力增宽,调节激光的腔长,改变其纵模频率,也可以获得准连续可调的亚毫米波信号。     

光纤干涉器中的微波频率响应

根据非相干光传输理论,对光强调制信号在光纤干涉器中的传输过程进行较系统理论分析和计算机仿真,得到了微波信号在光纤Mach-Zenhder光纤滤波器、单耦合器光纤谐振环和双耦合器光纤谐振环中的传递函数,采用数字滤波器的理论方法,给出了相应器件取得零点、极点所需要的条件,并据此详细分析了光纤干涉器中的微波频谱特性,为不同类型微波光子滤波器的设计提供了结构和理论基础.     

基于光子技术的实时频率测量方法

研究了一种基于光子技术的实时频率测量方法,该方法利用两个级联强度调制器构成光子混频结构.通过理论分析与模拟仿真,设计了光通道与射频通道延时差,以优化测量带宽,同时保证测量精度.由于测量系统对微波信号实现混频后,输出的直流光功率与频率存在对应关系,利用光功率计对直流光功率进行监测,便可实现实时频率测量.该系统未采用光电探测器,极大地降低了系统成本.实验结果表明,在1~6GHz频率下,测量误差低于±0.12GHz.     

三段式带通型可调谐全光纤声光滤波器

为克服基于普通单模光纤的声光效应只能实现带阻滤波器的问题 ,提出并实现了一种三段式结构的全光纤带通型可调谐声光滤波器。该文分析了三段式结构实现带通滤波的原理 ,考虑声波的衰减而优化了第一段和第三段光纤的长度比 ,并且指出中间段光纤的长度对于滤波器消光比的影响。这种新型结构的滤波器与以往的全光纤滤波器相比 ,边带抑制比高 ,没有移频现象 ,适合于高速波分复用系统的应用     

基于光纤马—泽结构实现雷达微波信号瞬时测频的研究

采用微波光子技术,把待测的雷达微波信号调制到光域,利用光纤马—泽结构的传输效应,可得到待测雷达微波信号频率与功率的映射关系,能够实现雷达微波信号0～40 GHz的全频段测量。仿真分析验证了该方案的可行性和有效性。     

光纤传感器对煤岩体声发射的检测

为实时掌握煤岩体安全状况,将光纤Sagnac传感器应用于煤岩体的声发射检测。当煤岩体因外力或内部缺陷产生的声发射信号被光纤传感器检测到,光纤传感器输出端的输出光强便发生变化;通过对输出光强进行监测,并经傅立叶变换后得到声发射信号的频率特征。对整个系统进行计算机仿真,结果表明,该系统适用于煤岩体声发射信号的特征识别。     

新型负系数微波光子带通滤波器设计

提出了一种基于偏振调制的负系数带通微波光子滤波器结构,克服了正抽头系数低通滤波的限制,并对所提结构的可行性进行了详细的理论分析和仿真实验验证.系统利用偏振调制器特殊的相位调制特性,通过控制抽头光信号的偏振态,实现了相位调制到强度调制的转换,实现了2抽头的正、负系数带通滤波器.调节PC2和PC3,当上下2路抽头光信号的偏振态方向满足θ1=π-θ2时,实现了负系数带通滤波器;当满足θ1=θ2时,实现的是正抽头的低通滤波器.     

基于微波光子微分原理的灵活UWB信号产生方法

为了有效克服传统电子信号发生器在工作带宽和工作频率方面存在的电子瓶颈,满足未来光载超宽带系统应用需要,提出了一种光子学超宽带(UWB)信号产生方法。基于微波光子微分的原理,该方法在光域中对高斯脉冲进行灵活处理,进而实现UWB信号的产生。通过理论推导和计算机仿真,对所提方法进行了分析与验证,结果表明,该方法可根据需要实现多种UWB信号波形的产生与调制。此外,通过对系统进行优化配置,还可在输出UWB信号的功率谱中引入一个频率可调的零点,从而避免UWB信号与现有WiFi信号之间的相互干扰。