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光学学报 2010年第1期30卷 59-64页

作者：马雪莲刘璐张志刚汤俊雄北京大学信息科学技术学院量子电子所北京100871 北京大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室北京100871

给出了平衡式光学互相关方案的理论数学计算和各相关参数对测量性能的影响。研究了该测量方案的工作原理,并给出相应的数学计算,分析了脉冲宽度,倍频晶体长度以及两垂直脉冲光在晶体中的群速度对测量动态范围和灵敏度的影响。在理论分... 详细信息

给出了平衡式光学互相关方案的理论数学计算和各相关参数对测量性能的影响。研究了该测量方案的工作原理,并给出相应的数学计算,分析了脉冲宽度,倍频晶体长度以及两垂直脉冲光在晶体中的群速度对测量动态范围和灵敏度的影响。在理论分析的基础上,搭建了个平衡式互相关器的实验平台,测量光脉冲经过100m光纤链路传输后产生的时间抖动。实验结果表明,定标曲线与理论计算吻合,在有光纤振动的情况下,1～100Hz频率范围内的传输抖动均方根值约为20fs。

关键词：激光光学光脉冲时间抖动平衡式光学互相关倍频群速度光纤授时

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光纤参量放大器中快慢光机理研究

光纤参量放大器中快慢光机理研究

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作者：桂林北京邮电大学

学位级别：博士

光波群速度的调控是近年来光电子学的研究热点,具有重要的理论意义,并在光通信、光传感和微波光子学等方面具有重要的应用价值。目前快慢光的调控主要包括基于原子体系中的大色散机理、波导结构设计和光波非线性放大等方法。光纤参量放... 详细信息

光波群速度的调控是近年来光电子学的研究热点,具有重要的理论意义,并在光通信、光传感和微波光子学等方面具有重要的应用价值。目前快慢光的调控主要包括基于原子体系中的大色散机理、波导结构设计和光波非线性放大等方法。光纤参量放大器(FOPA)中的快慢光调控主要基于光波非线性放大实现,由于能提供几十吉赫兹的带宽和几十皮秒的可调谐延时,在高速光通信系统中具有潜在应用价值。论文针对宽带与窄带光纤参量放大器中的快慢光机理进行了深入研究,论文主要工作如下： 1)研究了宽带光纤参量放大器中信号光延时的综合特性,解析得到了最大延时的波长与抽运光功率、抽运光波长以及光纤色散参数之间的定量关系。仿真分析了单个高斯脉、确定比特序列和伪随机序列三种宽带输入信号的延时特性,仿真结果表明信号带宽等于50GHz时,在原有的大延时波长上,延时量减小为原来的一半,但眼开度代价仅为0.46dB。最后还讨论了抽运光功率与光纤长度的选取方法,研究结果表明在相同增益的条件下,长光纤更有利于慢光的产生。 2)分析了FOPA增益谱边带的延时特性,提出了一种近零增益条件下信号光延时的可调谐方案,给出了信号光波长与抽运光功率、波长和光纤色散参数之间的定量关系。仿真实现了信号光增益1.29至3dB时,10GHz信号光延时(超前)时间0到22.4ps范围内的调谐。该机理为全光缓存与同步等应用中与增益无关的延时实现提供了新思路。 3)研究了包含SRS效应的窄带光纤参量放大器中的快慢光增强特性。提出了同时考虑受激拉曼散射极化率实部与虚部的理论分析模型,得到了SRS与光参量过程同时作用时的完整相位变化解析式。研究结果表明在不同的拉曼作用强度下,均有SRS增强快慢光现象,但是增强的频率区域不同。以外快慢光增强的频率区域还会随抽运光功率或者光纤长度的不同而发生变化。论文给出了拉曼频移约为14THz(SRS效应最强的区域)时,不同非线性作用强度下最大快慢光产生的条件和计算信号光波长的定量公式。仿真结果表明带宽为1.5GHz和1GHz时,可分别实现大于200ps和300ps的延时。在该信号光波长上,群折射率的变化达到10-4量级,比常规SRS作用下FOPA中的群折射率高了近一个数量级。 4)研究了FOPA中偏振态变化以及放大过程中信号光饱和两种非理想情况下的延时变化特性。通过分析抽运光、信号光和闲散光波取不同偏振态情况下的延时特性,得出了FOPA中光波偏振态对快慢光影响的解析表达式。此外,还分析了信号光饱和对延时的影响,仿真分析结果表明当信号光位于增益谱边带的延时增强频率区域时,延时量仅为小信号条件下的一半。 5)提出了一种利用光纤参量放大器增益谱的波长相关性进行微波频率测量的新方法。该方法可以通过抽运光功率的变化调谐微波频率的测量范围。通过光纤参数和初始信号光功率的优化选择,用500mW的抽运光功率和3公里光纤仿真实现了频率范围为25-45 GHz的微波频率测量。

关键词：光传输快慢光光放大器光纤参量放大器受激拉曼散射四波混频全光缓存器微波光子测频

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基于高非线性光纤中SBS效应的慢光系统

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光电子．激光 2010年第5期21卷 786-790页

作者：尹经禅肖晓晟杨昌喜清华大学精密仪器与机械学系精密测试技术与仪器国家重点实验室北京100084 中国科学院光电技术研究所微细加工光学技术国家重点实验室成都610209

实验研究了高非线性光纤(HNLF)中受激布里渊散射(SBS)的阈值、增益谱、放大特性及其慢光特性,并与普通单模光纤(SMF)进行了对比分析。测量实验表明,HNLF在线宽100MHz的泵浦激光作用下,SBS的阈值为60mW,增益带宽为150MHz,获得的最大慢光... 详细信息

实验研究了高非线性光纤(HNLF)中受激布里渊散射(SBS)的阈值、增益谱、放大特性及其慢光特性,并与普通单模光纤(SMF)进行了对比分析。测量实验表明,HNLF在线宽100MHz的泵浦激光作用下,SBS的阈值为60mW,增益带宽为150MHz,获得的最大慢光延迟量将近15ns,延迟谱与增益谱较好对应。对基于SBS的未来全光通信系统中的高性能光延迟线或全光缓存器具有重要的参考价值。

关键词：受激布里渊散射(SBS) 阈值增益谱慢光增益饱和高非线性光纤(HNLF)

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Er硅酸盐化合物薄膜的相转变和光致发光特性研究

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物理学报 2010年第5期59卷 3554-3557页

作者：王兴军董斌周治平北京大学信息科学技术学院电子学系区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室北京100871 大连民族学院理学院光电子技术研究所大连116600

溶胶-凝胶法在Si(100)基片上旋涂法制备铒硅酸盐化合物(Ersilicate)薄膜.系统研究了烧结温度和烧结时间对Ersilicate薄膜相结构、相转变以及光致发光特性的影响.在1000℃以下,薄膜晶体结构为Er2O3晶体和SiO2非晶的混合物.随着烧结温度... 详细信息

溶胶-凝胶法在Si(100)基片上旋涂法制备铒硅酸盐化合物(Ersilicate)薄膜.系统研究了烧结温度和烧结时间对Ersilicate薄膜相结构、相转变以及光致发光特性的影响.在1000℃以下,薄膜晶体结构为Er2O3晶体和SiO2非晶的混合物.随着烧结温度增加到1200℃,保温时间增加到30min,薄膜晶体结构转变成(100),(200)和(300)择优取向的Er2SiO5相.Ersilicate晶体结构对光致发光(PL)性能有显著的影响,Er2O3晶体和SiO2非晶混合物的光致发光主峰为1.535μm,当晶体结构转变成Er2SiO5,主峰变为1.528μm,强度提高10—20倍.研究结果表明具有强光致发光特性的Er2SiO5薄膜是一种有前景的硅基光子学光源候选材料.

关键词：发光学光学薄膜溶胶-凝胶法铒硅酸盐

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溶胶-凝胶法Er_2O_3薄膜的结构和光学特性

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光子学报 2010年第7期39卷 1213-1215页

作者：王兴军董斌周治平北京大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室北京100871 大连民族学院理学院光电子技术研究所辽宁大连116600

针对稀土Er掺杂Si光源中Er离子掺杂浓度低的问题,采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法在Si(100)和SiO2/Si(100)基片上旋涂法制备Er2O3光学薄膜,Er离子浓度与以前掺杂方法相比提高了2个数量级.900℃热处理获得单一立方结构的Er2O3薄膜材料.光致发光... 详细信息

针对稀土Er掺杂Si光源中Er离子掺杂浓度低的问题,采用溶胶-凝胶(Sol-gel)法在Si(100)和SiO2/Si(100)基片上旋涂法制备Er2O3光学薄膜,Er离子浓度与以前掺杂方法相比提高了2个数量级.900℃热处理获得单一立方结构的Er2O3薄膜材料.光致发光(PL)特性研究表明在654nm波长的激光泵浦下,Er2O3薄膜材料获得了1.535μm的发光峰,并具有较小的温度猝灭1/5.在SiO2/Si(100)基体上制备的Er2O3薄膜材料的光致发光强度比Si(100)基体上制备的薄膜提高2-3倍.研究结果表明具有强光致发光特性的Er2O3薄膜是一种有前景的硅基光源和放大器材料.

关键词：发光学光学薄膜溶胶-凝胶法氧化铒

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光学频率梳在类地行星探测中的应用

光学频率梳在类地行星探测中的应用

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中国光学学会2010年光学大会

作者：王贵重蔡岳马丁宗伟健张志刚北京大学信息科学技术学院量子电子学研究所区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室

本文介绍天文光学频率梳相比于碘蒸气吸收盒和钍氩灯做定标源在类地行星探测中的优势,及我实验室在光梳的进展。

关键词：光学频率梳高重复频率激光器类地行星探测

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预色散补偿飞秒光纤放大器与平坦超连续谱产生

预色散补偿飞秒光纤放大器与平坦超连续谱产生

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中国光学学会2010年光学大会

作者：李鹏王希周春张志刚北京大学信息科学技术学院量子电子学研究所区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室

本文介绍了基于预压缩掺镱飞秒光纤放大器的平坦超连续谱的产生方法。放大器的输出功率达到415mw,脉宽111fs,经过光子晶体光纤后产生超连续谱,光谱范围为650nm-1700nm,起伏不超过10dB,总体平坦。

关键词：预压缩光纤放大器超连续谱

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基于充气空芯光纤光谱展宽的毫焦量级亚7fs光脉冲产生

基于充气空芯光纤光谱展宽的毫焦量级亚7fs光脉冲产生

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中国光学学会2010年光学大会

作者：周春山根啓作朱江峰山下幹雄张志刚北京大学信息科学技术学院量子电子学研究所区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室北海道大学

本文报道了利用充气空芯光纤展宽光谱获得的毫焦量级亚7fs的实验结果。利用自相位调制效应,将2.1mJ、30fs的激光脉冲入射到500μm的充气空芯光纤中,直接输出脉冲能量为1.1mJ,效率高达52.3%,光谱范围为550-900nm。利用购置啁啾镜压缩,获... 详细信息

本文报道了利用充气空芯光纤展宽光谱获得的毫焦量级亚7fs的实验结果。利用自相位调制效应,将2.1mJ、30fs的激光脉冲入射到500μm的充气空芯光纤中,直接输出脉冲能量为1.1mJ,效率高达52.3%,光谱范围为550-900nm。利用购置啁啾镜压缩,获得了0.64mJ、6.6fs的光脉冲输出。利用自制的啁啾镜压缩,获得了0.8mJ、6.96fs的光脉冲输出。

关键词：飞秒激光高能量周期量级脉冲充气空芯光纤

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基于窄脉冲调制的光纤陀螺仪渡越时间在线测量方法研究

基于窄脉冲调制的光纤陀螺仪渡越时间在线测量方法研究

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第九届全国光电技术学术交流会

作者：王子南王玉杰李正斌北京大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室集成光电子学国家重点联合实验室

干涉型光纤陀螺仪中,渡越时间用于动态调整偏置电压和确定光纤环的本征频率,其精确在线测量对提高光纤陀螺仪的精度具有重要意义。提出并实现了一种干涉型光纤陀螺中渡越时间的精确在线测量方法。在不改变光纤陀螺基本结构的前提下,使... 详细信息

干涉型光纤陀螺仪中,渡越时间用于动态调整偏置电压和确定光纤环的本征频率,其精确在线测量对提高光纤陀螺仪的精度具有重要意义。提出并实现了一种干涉型光纤陀螺中渡越时间的精确在线测量方法。在不改变光纤陀螺基本结构的前提下,使用窄脉冲调制的方法可实现对陀螺线圈渡越时间的精确在线测量。使用该方法得到的渡越时间满足调制脉冲宽度和信号采集对应的精度。实验中采用10MHz采样率,测得2.1km的干涉型光纤陀螺光纤环渡越时间的精度为10-7s。

关键词：光纤光学传感器光纤陀螺萨格纳克干涉仪渡越时间

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230MHz重复频率锁模掺铒光纤激光器

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中国激光 2010年第6期37卷 1630-1630页

作者：马丁宗伟健蔡岳张志刚北京大学信息科学技术学院量子电子学研究所区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室北京100871

飞秒超短脉冲激光器是产生激光频率梳(光梳)的核心. 目前获得的光梳多采用钛宝石激光器,但由于其价格昂贵和长期稳定性差,光纤激光器显得更有竟争力. 但是光纤激光器受光纤长度的限制,重复频率即光梳的梳齿频率间隔不能做得太高,一般在1... 详细信息

飞秒超短脉冲激光器是产生激光频率梳(光梳)的核心. 目前获得的光梳多采用钛宝石激光器,但由于其价格昂贵和长期稳定性差,光纤激光器显得更有竟争力. 但是光纤激光器受光纤长度的限制,重复频率即光梳的梳齿频率间隔不能做得太高,一般在100 MHz以下

关键词：掺铒光纤激光器重复频率超短脉冲激光器锁模钛宝石激光器长期稳定性激光频率光纤长度

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