光子晶体光纤中高阶色散对脉冲俘获的影响

基于耦合非线性薛定谔方程,通过数值模拟,研究了光子晶体光纤中高阶色散对脉冲俘获的影响。研究表明．三阶色散对脉冲俘获起着显著的作用。这一结论,对研究提高基于光子晶体光纤中脉冲俘获的超高速光开关的特性具有重要意义．     

高非线性光子晶体光纤环镜的脉冲压缩研究

在对高非线性光子晶体光纤特性研究基础上,设计了用此光纤制成的光纤环镜实现光脉冲压缩的方法.数值模拟结果表明:利用此环镜可实现对脉冲的压缩,与其他压缩方法相比,压缩后的脉冲输出波形质量好,压缩所需的光纤长度大大减短.研究发现,随着光子晶体光纤非线性系数及泵浦脉冲功率的增大,其压缩到最佳质量所需的光纤长度减小.研究还表明脉冲压缩比与光纤环镜的分光比有关,当分光比为0.5时压缩比最高.     

双泵浦光纤参量放大器中泵浦与光纤长度选取的研究

研究了强非线性色散位移光纤和光子晶体光纤中的光纤参量放大增益特性.结果表明,在泵浦光功率低于受激布里渊散射阈值的条件下,当两泵浦光功率相等且功率之和与光纤长度的乘积满足某一特定值时,可得到最佳增益谱平坦性、增益峰值、增益带宽等参数;适当改变光纤长度或泵浦光功率,可以优化光纤参量放大.     

光子晶体光纤及其非线性功能器件特性

光子晶体光纤作为一种新型的通讯材料,由于其独特的性质在光通信中具有广阔的应用前景。本文介绍了光子晶体光纤（PCF）的分类以及工作原理,重点讨论了有关光子晶体光纤中高非线性的实现以及基于光子晶体光纤非线性的功能器件特性及其应用。     

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.     

光子晶体光纤中基于SBS实现慢光的数值模拟

通过运用四阶龙格库塔法和特征线法对基于光子晶体光纤的受激布里渊散射耦合方程组进行数值求解,讨论不同纤芯直径的光子晶体光纤在相同的Stokes波功率和相同的Stokes波强度下对受激布里渊散射慢光产生的影响,发现芯径越小PCF的时延特性越好,但是伴随着较大的脉冲展宽,对于Stokes波脉冲,较小的输入Stokes波功率具有更大的时延.考察不同的脉冲宽度对光子晶体光纤中的慢光的影响,发现较短的脉冲具有更大的相对时延并伴随着较大的脉冲展宽.通过改变小芯径光子晶体光纤的占空比,讨论光子晶体光纤的结构变化对受激布里渊散射慢光的影响,发现小芯径PCF的占空比越小,对应的SBS慢光的时延越大,脉冲展宽也越明显.以上结论可以为慢光缓存器的设计提供理论参考.     

北京大学介观光子器件研究取得新进展

北京大学“飞秒光物理和介观光学”创新研究群体在介观光学领域取得新的研究进展,在实现低功率、高速光子晶体全光开关器件的基础上,又实现了低功率、高透过率对比的全光二极管器件原型器件。光子晶体全光二极管是一种重要的介观光学器件,在光计算、光互联和超快速信息处理等领域都有重要的应用前景。实现低阈值光功率和高正反向透过率对比是其...     

基于半导体光放大器的双端口全光光开关

提出了一种基于半导体光放大器(SOA)的双端口全光光开关.这种开关以一个平行排列3×3耦合器作为其核心元件,具有类似于非线性光学环路镜(NOLM)和T比特光学非对称解复用器(TOAD)的结构.由于这种光开关是基于SOA的,所以它结构紧凑,易于集成,而且需要很小的控制光功率(几个mW).这种光开关具有两个开关端口,满足了一些特殊应用场合的需要.论文中给出了双端口全光开关的单脉冲2.5 Gb/s开关实验结果.实验结果表明,这种开关可以实现两个端口的开关光信号同时输出,开关消光比达到了20 dB以上.     

超快速光子晶体全光开关研究

光子晶体作为一种新型的人造光子学材料,具有独特的光子带隙特性,能有效地控制光子的传输状态,因而是实现全光开关等集成光子器件的重要基础。介绍了基于光子晶体的全光开关的各种实现方法,并详细论述了超快速光子晶体全光开关的实验研究状况。     

近零平坦色散高非线性光子晶体光纤的研究和设计

利用有效折射率法对光子晶体光纤非线性和色散进行了计算;模拟了光纤空气孔直径和孔间距对光纤特性的影响,并进行了分析;最后设计了一种零色散点在850nm附近的近零平坦色散高非线性光子晶体光纤,这种光纤在研究光纤非线性现象时有重要的价值.     

基于NOLM中XPM效应的光脉冲压缩研究

提出了利用色散位移光纤(DSF)构成的非线性光纤环路镜(NOLM)中交叉相位调制(XPM)效应获得光脉冲压缩的新方法,并进行了相关分析.数值结果表明:在NOLM中,利用泵浦脉冲与其中一路信号脉冲共同传输时的交叉相位调制(XPM)效应,可使最终输出的信号脉冲获得较好的压缩.     

Nonlinear optical fiber resonator: Optical fiber bistability

The linear and nonlinear charecteristics of verious optical fiber loop resonators have been processed uniformly using transmission matrix method. It is pointed that in nonlinear operation condition each of those optical fiber loop resonators may be used to make an all-optical fiber bistability device. The configuration, charecterictics and threshold of verious Er-doped fiber loop bistability devices have been calculated, analysised and compared, and the design principle of those devices has been given. Supported by the National Natural Science Fundation of China Zhang Yuancheng: born in Aug. 1938, Professor     

Research of high speed optical switch based on compound semiconductor

High-speed optical switch and its array are the crucial components of all-optical switching system. This paper presents the analytical model of a total-internal-reflection （TIR） optical switch. By employing the carrier injection effect in GaAs and the GaAs/AlGaAs double heterojunction structure, the X-junction TIR switch and the Mach-Zehnder interference （MZI） switch are demonstrated at 1.55 μm. The measured results show that the extinction ratio of both switches exceeds 20 dB. The switching speed reaches the scale of 10 ns.     

基于全光通信的信息处理

概述了全光网络中的全光再生技术、密集波分复用、掺铒光纤放大器EDFA、光随机存储RAM、光开关等关键技术,提出了今后进一步研究的方向和思路。     

1.55 μm wavelength operation of E r 3+ -doped optical fiber bistability

An all-optical all-fiber optical bistability operation has been realized in an all-fiber cavity consisted with Er-doped fiber and optical fiber-loop miroors. The experimental bistability threshold is consistent with the theory. Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China (69487007) Biography: Song Qian (1937-), female, Professor. Research direction: nonlinear optics and all-optical communication.     

基于光子晶体的THz全光开关响应特性分析

选择超短泵浦脉冲激励非线性光子晶体点缺陷,研究了THz全光开关的受激响应特性。研究发现这种具有高品质因子的非线性缺陷在脉冲激励下能迅速响应,特别是当激励脉冲功率密度增大到一定值时,脉冲在高功率密度中的响应延时比泵浦脉冲本身的时域线宽还窄,此外从理论上分析了非线性缺陷模在脉冲激励下发生变化的原因,得出响应速度取决于非线性缺陷模频谱展宽程度的结论。     

Absorptive nonlinearity in Er-doped optical fiber

Optical absorptive nonlinearity in Er-doped optical fiber has been discussed and measured at the window wavelength 1.55 μm for optical communications firstly. It is proposed that the mechanism of this absorptive nonlinearity is the induced absorption. The first order nonlinear absorptive coefficient and the imaginary part and the complex value of the third-order susceptibility at that wavelength are obtained from the measured absorptive nonlinearity. Foundation item: Supported by the National Natural Science Foundation of China (69487007) Biography: Song Qian (1937-), female, Professor. Research direction: nonlinear optics and all-optical communications.     

非线性Schrdinger 方程在光纤通讯中的应用(英文)

综述了非线性Ｓｃｈｒ¨ｏｄｉｎｇｅｒ 方程在光纤通讯系统中的一些应用，主要内容有：１） 光纤中Ｎ孤子相互作用；２） 光纤中的脉冲传播；３） 在色散移位光纤中的飞秒孤子孤子相互作用；４） 强耦合非线性参数孤波；５） 光纤中有限带宽孤子传播的高阶效应；６） 用非线性环形反射镜对有限带宽孤子传输中的噪声积累进行抑制。     

NOLM对短皮秒光孤子传输的控制

研究了非线性光纤环境(NOLM)在短皮秒光孤子传输中的控制作用，分析了NOLM结构扼制色散波的能力及孤子系统的稳定性，并用数值模拟方法研究了超高速光孤子系统中NOLM对色散波和喇曼自频移的扼制作用，显示出良好的控制效果。     

非线性光纤环镜中偏振失配所致时间抖动和强度波动

基于偏振态的耦合非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶法分析了控制光与信号光偏振失配对双耦合器非线性光纤环镜(NOLM)性能的影响.结果表明,偏振失配导致NOLM输出脉冲出现波形畸变以及时间抖动和强度波动.并且随着工作速率的提高,时间抖动和强度波动随之加剧.