在高度非线性光纤中使用四波混频实现NRZ到RZ的转换

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光子学四波混频技术的研究与应用

光子学四波混频技术的研究与应用光子学四波混频技术简介光子学四波混频技术（Phenomenon of Four Wave Mixing，FWM）是一种非线性光学过程，通过使用光纤、激光器、光源和光探测器等设备，可以实现三个或更多光信号的混频，最终产生新的频率与调制信号。

FWM技术产生的新信号，不仅具有与原信号不同的频率，还具有根据原信号的幅度和相位关系，而形成的非线性扰动产生的新频率与既有频率之间存在着特定的相互关系。

FWM技术的应用FWM技术在通讯、光电子学、量子信息、光谱学等领域都有广泛的应用。

其中，FWM技术在通信领域的应用，可以实现紧凑型、低成本且高速率的光通信系统。

此外，FWM还可在生物医学成像、量子量测和光声成像等领域应用。

例如，这项技术可以通过准确测量光子的数量，产生高分辨率的生物化学成像。

在光学传感领域，由于FWM技术可监测和测量温度、压力、流速、水平和其他物理量的变化，而被广泛应用。

此外，该技术还可以实现基于光子信号的微型传感器，用于监测环境的变化。

光子学四波混频技术的研究过去的几十年中，FWM技术得到了广泛的研究，并结合了不同的技术和原理来进一步规范化，在实现实时通讯、光传感、光量子计算等技术方面已经取得了很大的进展。

例如，研究人员已经成功开发出紧凑型的FWM光滤波器，可以提高光子信号的效率和可靠性。

这些成果和技术的开发，将在今后的光通讯和光电子学领域发挥重要作用。

在物理学和电子学领域，又有一些有趣的研究进展：例如，研究人员用于有效的减少光子信号的色散，或用于在量子技术等领域实现频谱管理。

未来展望随着科学技术的进步和创新，FWM技术将继续发展和应用。

未来，我们可以期望这项技术实现更高效、可靠和高分辨率的光子元件与光子传输，进一步推进通讯和传感技术的发展。

在量子技术和纳米技术中，FWM技术将逐渐得到广泛的应用。

这个技术的广泛应用将带来更快速、可靠、高安全性的通讯和其他应用，同时推动人类的科技、工业和文化的前进。

基于微纳光纤环谐振器(MRR)的RZ到NRZ码型转换研究

基于微纳光纤环谐振器（MRR）的RZ到NRZ码型转换研究基于微纳光纤环谐振器（MRR）的RZ到NRZ码型转换研究摘要：随着光传输技术的不断发展，码型转换技术成为现实世界中光通信系统中的重要问题之一。

本文通过研究基于微纳光纤环谐振器（MRR）的RZ到NRZ码型转换器，探讨了该技术的应用和性能。

1. 引言码型转换技术在现代光通信系统中至关重要，因为不同的光传输系统可能使用不同的码型。

典型的码型转换器是RZ到NRZ的转换器，其中RZ表示归零码型，NRZ表示非归零码型。

微纳光纤环谐振器（MRR）是一种有潜力用于实现高性能码型转换的器件。

2. MRR的工作原理微纳光纤环谐振器是一种微小尺寸的环形结构，由光纤中部分镀膜导致的光信号在光纤环中多次往返，形成了谐振效应。

通过调节环的半径和波导宽度，可以实现不同的谐振频率。

当输入信号的频率与谐振频率匹配时，光信号将被捕获并在其他端口输出。

利用此特性，可以实现对光信号的幅度调制和码型转换。

3. RZ到NRZ码型转换器的设计RZ到NRZ码型转换器的设计是基于MRR的谐振效应。

设计中，首先需要确定合适的环半径和波导宽度，以实现所需的光信号频率。

然后，在输入端口之间选择适当的光子窗口，并通过幅度调制器对输入信号进行幅度调制。

通过调整输入信号的幅度和频率，可以实现RZ码型的转换。

4. 性能分析为了评估RZ到NRZ码型转换器的性能，我们使用了模拟方法和数值计算。

模拟中，我们通过改变输入信号的幅度和频率，评估了转换器的转换效率和误码率。

结果显示，该转换器在一定范围内具有良好的转换效率，并且能够实现低误码率的信号传输。

5. 实验结果为了验证模拟结果的有效性，我们设计了实验，并进行了实验验证。

实验中，我们使用了实验室自制的MRR以及光信号发生器和光功率计等设备。

通过实验数据的记录和分析，我们发现实际的转换效果与模拟结果相符合，进一步验证了该转换器的可行性。

6. 结论本文通过研究基于微纳光纤环谐振器（MRR）的RZ到NRZ 码型转换器，探讨了该技术的应用和性能。

非线性光纤光学四波混频

1 2
j
Aj
( j 1 ~ 4)
在一般条件下，所得方程很难解析求解，实际中常采用数值方法；在强连续波泵浦下，可以认为泵浦波几乎没有消耗，此时泵浦方程存在解析解。
A3
z
13
A3 t
i 2
23
2 A3 t 2
1 2
3
A3
(k 2 P0 )z
i A3 2 2 A4 2 2P0 A3 iP0 A4*ei
✓ FWM的微观解释：在量子力学术语中，一个或几个光波的光子被湮灭，同时产生了几个不同频率的新光子，且在此参量作用过程中，净能量和动量是守恒的，这样的过程就称为四波混频过程。
2.四波混频的标量理论
✓ 在准连续条件下运转，则可忽略场分量的时间依赖关系：
E j (r) Fj (x, y) Aj (z),
Fi 2
Fi*Fj*Fk Fl
2
Fj
Fk 2
12
Fl 2
上面的四个方程可数值求解，但较复杂，为此进行简化：
✓假定所有交叠积分都近似相等
fijkl fij 1 Aeff
✓忽略了四个光波频率之间的微小差别，引入一个新的平均非线性参量
j n2j cAeff
容易求出关于泵浦场的方程的解为
改变光纤零色散波长，或改变非线性效应对色
✓ 近相位匹配的四波混频
不足1mW的输入功率，产生了高达0.5nW的功率。实际中，为了避免四波混频感应的系统性能劣化，信道输入功率一般应保持在1mW以下
✓ 零色散波长附近的相位匹配：
在光纤零色散波长附近，材料色散对相位失配的贡献相当小，波导色散对相位失配的贡献取决于光纤的设计，但在1.3m附近一般为正值。在泵浦波长的有限范围内，对频移的某些特定值，材料色散能抵消波导色散和非线性色散

ROF系统中基于四波混频的全光波长变换的研究

收稿日期:2007-05-29.　基金项目:教育部光通信和光波技术重点实验室开放基金资助项目.光通信ROF 系统中基于四波混频的全光波长变换的研究曾军英,余重秀,马健新,忻向军(北京邮电大学电子工程学院光通信与光波技术教育部重点实验室,北京100876)摘　要:　理论分析了基于四波混频(FWM )实现ROF (光载射频系统)全光波长变换。

在分析基于高非线性光纤中FWM 效应实现全光波长转换的基础上,指出影响转换效率的主要因素,讨论了提高转换效率的几种方法,采用提高非线性系数、光纤长度、调整泵浦光的功率以及信号光和泵浦光偏振方向之间的关系可以有效地提高基于FWM 的波长变换效率,从而为在ROF 系统中高效实现波长变换技术提供了依据。

同时通过仿真实验,验证了已有的理论分析。

关键词:　四波混频;波长变换;光载射频通信中图分类号:TN929.11　文献标识码:A 文章编号:1001-5868(2008)02-0239-04R esearch on the All 2optical W avelength Conversion B ased on FWM in R OF SystemsZEN G J un 2ying ,YU Chong 2xiu ,MA Jian 2xin ,XIN Xiang 2jun(K ey Laboratory of Optical C ommu nication and Lightw ave T echnologies of Ministry of Edu cation ,S chool of E lectronic E ngineering,B eijing U niversity of Posts and T elecommunications ,B eijing 100876,CHN )Abstract :　The all 2optical wavelengt h conversion based o n FWM in radio over fiber (ROF )system is t heoretically analyzed.Based on t he analysis of t he all 2optical wavelengt h conversion in high 2nonlinear fiber ,main factors related to t he co nversion efficiency are presented.Met hods to increase t he conversion efficiency are discussed.Wit h t he longer high 2nonlinear fiber ,t he higher nonlinear coefficient ,t he appropriate power of t he p ump ,t he app rop riate polarization between t he signal and t he bump ,and high efficiency to implement t he wavelengt h conversion can be achieved.The t heoretical analysis is verified by t he simulation result s.K ey w ords :　FWM ;wavelengt h conversion ;radio over fiber (ROF )1　引言RO F (Radio over Fiber )通信技术,是近10年来随着高速大容量无线通信的需求而发展起来的一种光纤通信技术与无线通信技术相结合的无线信号传输接入技术。

基于非线性光纤四波混频的波长转换

基于非线性光纤四波混频的波长转换作者：许建慧来源：《科技视界》 2013年第22期许建慧（广东宜通世纪科技股份有限公司，广东广州 510630）【摘要】波分复用的发展为通信网信息量的爆炸性增长提供了带宽支持，是未来大容量、高速率的光子网络的基础。

链路上的高速率对通信节点的吞吐和交换能力提出了要求，目前使用的O-E-O波长转换受电子瓶颈的约束，将无法应付未来100Gbit/s以上的网络速率，而全光波长转换器可以胜任。

基于高非线性光纤FWM的波长转换，结构简单且灵活，并由于非线性固有特征具备超高速、全透明转换能力，未来有着广阔的应用前景。

【关键词】FWM；波长转换；极化控制；相位匹配；零色散波长；双折射0 介绍WDM技术的进步促进了光纤物理链路上可用带宽快速发展，目前WDM的单通路传输速率商用化产品达到了40Gbit/s。

高容量的传输加大了交换负荷。

对于100Gbit/s的网络速率，电子交换显得很吃力，而光分组交换具有纳秒级甚至更高的交换速率，能够应付未来更高速率网络。

光分组交换是不含O-E-O的全光交换，交换的颗粒度达到数据包级，同时支持波长交换。

OXC是光波长交换中一个关键成员，其中的全光波长转换器能够解决OXC中的阻塞，即光域中的波长竞争，使波长可进行link-by-link的分配，增加了有限波长资源的利用率。

非线性光学领域的研究在最近十几年发展迅猛。

研究显示通过部署高比特率的多波长系统及光放大器产生的XPM,SPM及FWM等非线性效应[1]可用于全光波长转换，并都通过了实验证实，例如在SOA中[2]、在光纤中[3-4]和在晶体中[5]等等。

其中，基于光纤FWM的波长转换具飞秒响应、低插入损耗、非退化信号消光比及低噪声等固有特性，有希望实现Tbit/s的高速性能。

德国的Huettl 和丹麦的Galili已进行了联合实验：在1100m长的高非线性光纤中利用FWM实现了320Gbit/s差分四相移键控（QDPSK）信号的波长转换[6]。

《光纤通信》实验4 光纤中的四波混频效应

东莞理工学院《光纤通信》optisystem软件仿真实验实验4光纤中的四波混频效应（FWM）一、实验目的1、了解影响四波混频效应的产生的因素2、了解抑制或增强四波混频效应的方法二、实验要求图4-1 G.653(a)及G.655(b)光纤的传输光谱某FWM的实验结果：如图4-1 (a)为4个3dBm的光信号在G.653光纤中传输了25km 后的光谱，其中λ0为1550nm波长，另外三个信号的中心波长分别为1549nm、1547nm、1551.5nm。

由图可见，经过传输后的信号，由于FWM产生了数十个串扰信号，有的叠加在原来信号上，有点落在其他位置上，干扰了原信号及其他位置信号的传输。

图4-1(b) 为初始输入的4个光波信号。

1、请根据上述实验数据，分别采用G.653光纤和G.655光纤作为传输光纤，对比光信号分别经过G.653光纤和G.655光纤后的FWM效应。

2、假设有两个输入光波信号输入到G.653光纤，其中一个输入信号的波长固定在1550nm，另一个波长在1550nm附近（可调）。

改变输入光功率，两个波长的间隔，光纤长度，观察FWM效应，总结哪些因素将影响FWM效应。

图4-2 仿真实验系统搭建三、思考题：1、G.653光纤有什么缺点？为什么要研制G.655光纤？G.655光纤有什么优点？2、如何抑制光纤中的FWM效应？附录：计算并输出G.653或G.655光纤的色散文件clear all;close all;WL=linspace(1450,1630,1801);S0=0.06;WL0=1550;D=S0*(WL-WL0);%G.653%S0=0.0467;WL0=1480;D=S0*(WL-WL0);%G.655figure(1)plot(WL,D,'k');hold on;plot(WL,D*0,'k');hold on;axis([1450,1630,-20,20]);WL=WL';D=D';da=[WL D]save E:\G652.txt-ascii da1:G.653:G.655:2：(1)改变波长间隔：1545：1542：1520：1515：(2)改变光功率：10dbm:5dbm:-10dbm:-20dbm:-50dbm:(3)改变光纤长度：50km:10km:5km:1km:0.2km:。

《光纤通信》实验4光纤中的四波混频效应

东莞理工学院《光纤通信》optisystem软件仿真实验实验4光纤中的四波混频效应(FWM )一、头验目的1、了解影响四波混频效应的产生的因素2、了解抑制或增强四波混频效应的方法二、实验要求图4-1 G653(a)及G.655(b)光纤的传输光谱某FWM的实验结果：如图4-1 (a)为4个3dBm的光信号在G.653光纤中传输了25km 后的光谱，其中入0为1550nm波长，另外三个信号的中心波长分别为1549nm、1547nm、1551.5nm。

由图可见，经过传输后的信号，由于FWM产生了数十个串扰信号，有的叠加在原来信号上，有点落在其他位置上，干扰了原信号及其他位置信号的传输。

图4-1(b)为初始输入的4个光波信号。

1、请根据上述实验数据，分别采用G.653光纤和G655光纤作为传输光纤，对比光信号分别经过G.653光纤和G.655光纤后的FWM效应。

2、假设有两个输入光波信号输入到G.653光纤，其中一个输入信号的波长固定在1550nm，另一个波长在1550nm附近(可调)。

改变输入光功率，两个波长的间隔，光纤长度，观察FWM效应，总结哪些因素将影响FWM效应。

訥LawFnwwrw = 1550 nmPonHw 團3 id 呂eCWLaw IFfWluencv = 1&43 nmCWLase Z Fr-Muencv =nm PWF= mWCWLaSfi- 3FrMueflcv = 1^1.5 wnP GW =mWpnr|：Os® Fibe*Le<*3th = 5 kmG TDUD webcfty ditwrtkwr = VESThird-ordw diipwcton » YESOptical SpoQtryrn An?}yEar_JLength ■ 5 kmStSuU YfibCiEv dLbWliW * YES 亍恤gr曲drs^s^ = YES披长(1 nmf格)($至P0二翌S彼氏(]nnV格)图4-2 仿真实验系统搭建三、思考题：1、G653光纤有什么缺点？为什么要研制G.655光纤？G.655光纤有什么优点?2、如何抑制光纤中的FWM 效应？附录：计算并输出G.653 或G.655 光纤的色散文件clear all ;close all ;WL=linspace(1450,1630,1801);S0=0.06;WL0=1550;D=S0*(WL-WL0); %G.653%S0=0.0467;WL0=1480;D=S0*(WL-WL0);%G.655figure(1)plot(WL,D, 'k' );hold on ; plot(WL,D*0, 'k' );hold on;axis([1450,1630,-20,20]);WL=WL';D=D';da=[WL D]save E:\G652.txt -ascii daLayout 1 Pmr ametersma1: L^belt Layout 1Simulation Jsignal& Spatial effects Noise Signal tracingwir-inMimr —imiMir-immireiimi ■—NameValueUnits ModeSimulation window Set bit rate: NormalReference bit rateNarmal Bit rale40000000000 B its/sNarmatTime window 3 2e-009NcrmetSample rate25COOOO(K>OOCOHzSequence length 128 Bits NormaiSamples per bit 64 NormalHumber of samples8192^formalAdd Paran... I Remove Pai EditPar^m.CW LaserFn&auency = l&M nmPaw® 工 3 dBm Optical Sp*ctnjm AfL>lyz«fOpbcaJ SfNMtrum Ailsyte r_ICWUMf 1Fiwwn^v = 1543 門仃Pcwef = 3 dBm CW laser 2 FrficnuerK^ = 1M7 fin Fdw«f ■舌呂盼□is 弊阿册 da EI 1PNsrn ErieIJ5«f def Opt»»i FfceJ- 1 OptieaJ Ffe&r U34* d£lmd 阻8itnoe 寓上骨暨比件gib ■■ YES Langth * 25 km人如叼仙=02 dEk'km -SrouD veUcWydwerskxn = YES ThinS-oraer d«sp&f&en = YESDi wnififi fte fi>™ > E 2an^^ Fia-tSH--A FiS tS»^ +M53 Ddl 阳 I HuxNumber 白IT 注“ f^ru ■ 4CWU HT 3FiWLienw = 15&1.5 nm Pawe< 二舌 dBmr&j 『S +EJIBNS waveiengih = YES Length = 2S> km AitcfiuJiEivi > 0.2 dB.km 怎gup vtlfe^V diH<i>ion^ Thrrd-flnfer 中牙 Derfiipn = ¥ DtsaersioH data hw = Fr DfcensKTi he 那a 他=Opttal Specuum Anayisf^G.653:nRx=・pc•■匸Optical Spectrum AnalyzerDbl 亡be* On Objects to open properties. M ME Objects- with Mouse Drago.1.54? 1.S5? 1.56?bUnur-l^nxri'h FmlsampledParafnerteroedl<DOptical Spectrum Analyzer_1Dbl Cbck. On Objects, to open praperties. Move Objects- wrth Mouse Drag1.55?lATauv^^nrn1>lh FmlG.655:B Optical Spectrum Analyzer□bl Click On Objeds to 口“口propcrtM^ Move Objects with Mouse Draywfujgs.■■搖@paldEspissMEss誰口Ngffl3Jem.1.54 ? 1.66?Optical Spectrum Analyze^Dbl Clck On Objeds to open pro perl its IM QVU Obit dis wih Mouse iDrng2:CWLarsef iFi»qu»n 匚 y ■ 154 禺 nm Pflwtf - 3(1)改变波长间隔: 1545:目Optical Spectrum AnalyzerObi Cfck On Objects 1Q 叩un propertes. M-ovc Object® with Mouse Drag电Optical Spectrum Analyzer_1Obl 匚Id On Digels to* open proper1^& Move Objects M&use Drsg1.54? 1.55T 1.56?Wml^ngih (mJ1542 :Optical Spectrum AnalyzerOtriClck 5 ObjBizts 1o ope<i pro periled Move 口 bjects. with Mouse Drag旦Optical Spectrum AnalyzeMOU Click On Objects 1D open propertie-a Move 0 bjecU wth M&u&e DnI 如1 MuXNurnittr 护f inpirt p«rtF - 2CWLucfFreaij&fw = iKO nfin Powvr ■： H dB^nCptiud FiberU&&r defirted ^lerence 椚”谢《科出=YES L«narth = 25 kmA IUHU ALW X D2 d&'km G*WP v^isM^iY 段= YiES Firnlkirde! diaperMDH - YES Or5aer«n ctilU tvi&e = F#W 他D- sKubn Hit ra™ ■ E 201*谟咒姜亘哼空冬上苗叵歧真鱼4■光岂卡曲FWUi£兰GS 刃.txtp 鲁ugtaufj^dgw(E B ZJKIADd吊E - 8-I ffi x J t m Q d■1 54 ?1.55?Wavelength tml1 55 ?1.S?Wavelenoth 4mk™l Optical Spectrum AnalyzerOWiCicH Oo Objects ten open propen卿.⑷叫Objects wth 如站趺Ora j兰Optical Spectrijm Analyzer_1EHbl Cick On Obfecta B open propcrtes. M OVE Objects wfth hlDU>s>e 1520:1515:<DfA1.S3? 1 54? 15S7 1 56?Ulm -1 ― iwliBi. ■Tan』-:_■亠-:-■-:二■_:-■0£>s-耳OB—宅caprwl&od1.51 ? 1 .52? 1.53? 4 £4 ? 1.55 ? 1.58?z□寸・oErs1 49 ? 1.51 7 1 S3? 155? 157?sa o3时*一LIRBI X W JL umv *fParamelerlMd石Ns—og・rEHsJkrnod.49? 1 Si ? 1.S3? J.55 ?WAveleiHflh (m)(2)改变光功率:10dbm:1 56?54?5dbm:1.54? 1.55 7 1.56-10dbm:i .55?s.官BPrEQd1 56"egDS®I9话MdSNN-r¥09・wfflprmdd-20dbm:-50dbm:1.54?1:55?pOJeg-ELU巴Ed2選Ns1.56?(3)改变光纤长度:50km:k mINoise Param eterliedJAll Noise Parametrized S Pouvtr (dBm)甸llNotse Parametrized S ：Powr(diBm)i-90 ・巾 -50・30-10p a rM s M u d匹£ ①且昼.54 ? 1 .55? 1.560.2km: 1.54?1.55 ?1 .SB?ULhM-ukl^uuvHi divn'l莎至一一站毎UJsEd 需一ons1.54 ?1.55 ?1 .56MrflA-lAlAJWTttl dml。

全光非归零_NRZ_到归零_RZ_码型转换技术研究进展_惠战强

激光与光电子学进展４９，０６０００３（２０１２）Ｌａｓｅｒ　＆Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ○Ｃ２０１２《中国激光》杂志社全光非归零（ＮＲＺ）到归零（ＲＺ）码型转换技术研究进展惠战强１　张建国２１西安邮电大学电子工程学院，陕西西安７１００６１２中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西西安（）７１０１１９摘要　互联网业务的迅猛增长，促使光网络向大容量高性能方向发展，波分复用（ＷＤＭ）与时分复用（ＯＴＤＭ）相结合，将是未来超高速大容量光子网络的发展方向。

全光非归零（ＮＲＺ）到归零（ＲＺ）码型转换技术，是构建这种ＷＤＭ／ＯＴＤＭ混合网络的核心接口技术之一，它能将分别采用ＷＤＭ与ＯＴＤＭ技术的不同网络部分有机结合，实现不同调制格式的数据在网络的不同区域之间自由传输。

综述了全光ＮＲＺ到ＲＺ码型转换技术的最新研究进展，详细分析了每种方案的工作原理，性能特征及关键技术，对比了其优缺点，指出了目前存在的问题，最后对其发展前景进行了展望。

关键词　光通信；全光网络；码型转换；非归零码；归零码；全光信号处理中图分类号　ＴＮ９１３．７文献标识码　Ａｄｏｉ：１０．３７８８／ＬＯＰ４９．０６０００３Ｒｅｃｅｎｔ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎ　Ａｌｌ－Ｏｐｔｉｃａｌ　ＮＲＺ－ｔｏ－ＲＺ　Ｆｏｒｍａｔ　ＣｏｎｖｅｒｓｉｏｎＨｕｉ　Ｚｈａｎｑｉａｎｇ１　Ｚｈａｎｇ　Ｊｉａｎｇｕｏ２１　Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ′ａｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｐｏｓｔｓ　ａｎｄ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｘｉ′ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ　７１００６１，Ｃｈｉｎａ２　Ｓｔａｔｅ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｔｒａｎｓｉｅｎｔ　Ｏｐｔｉｃｓ　ａｎｄ　Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ，Ｘｉ′ａｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｏｐｔｉｃｓ　ａｎｄ　ＰｒｅｃｉｓｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｃｓ，Ｃｈｉｎｅｓｅ　Ａｃａｄｅｍｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｘｉ′ａｎ，Ｓｈａａｎｘｉ　７１０１１９，烄烆烌烎ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ　Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｒａｐｉｄ　ｇｒｏｗｔｈ　ｏｆ　ｉｎｔｅｒｎｅｔ　ｂｕｓｉｎｅｓｓ，ｏｐｔｉｃａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ　ｗｉｌｌ　ｒｅｑｕｉｒｅ　ｂｅｔｔｅｒ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ｈｉｇｈｅｒｃａｐａｃｉｔｙ．Ｆｕｔｕｒｅ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋｓ　ａｒｅ　ｌｉｋｅｌｙ　ａ　ｈｙｂｒｉｄ　ｏｆ　ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ　ｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（ＷＤＭ）ａｎｄ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｔｉｍｅｄｉｖｉｓｉｏｎ　ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ（ＯＴＤＭ）ｂｙ　ｃｏｍｂｉｎｉｎｇ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｂｏｔｈ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．Ａｌｌ－ｏｐｔｉｃａｌ　ｎｏｎ－ｒｅｔｕｒｎ－ｔｏ－ｚｅｒｏ（ＮＲＺ）ｔｏ　ｒｅｔｕｒｎ　ｔｏ　ｚｅｒｏ（ＲＺ）ｆｏｒｍａｔ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ，ｗｈｉｃｈ　ｃａｎ　ｅｎａｂｌｅ　ｄａｔａ　ｗｉｔｈ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　ｆｏｒｍａｔ　ｔｏ　ｔｒａｎｓｍｉｔｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｒｅｇｉｏｎ　ｏｆ　ｎｅｔｗｏｒｋ　ｆｒｅｅｌｙ，ｉｓ　ｏｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｋｅｙ　ｉｎｔｅｒｆａｃｅ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｏｆ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｎｇ　ｔｈｉｓ　ｈｙｂｒｉｄ　ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈ　ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｏｆ　ａｌｌ－ｏｐｔｉｃａｌ　ＮＲＺ　ｔｏ　ＲＺ　ｆｏｒｍａｔ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｒｅ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｉｎ　ｄｅｔａｉｌ．Ａｌｓｏ　ｔｈｅ　ａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ａｎｄ　ｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ｍｅｔｈｏｄｓ　ａｒｅｌｉｓｔｅｄ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｆｕｔｕｒｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｉｓ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｏｐｔｉｃｓ　ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ；ａｌｌ－ｏｐｔｉｃａｌ　ｎｅｔｗｏｒｋ；ｆｏｒｍａｔ　ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ；ｎｏｎ－ｒｅｔｕｒｎ－ｔｏ－ｚｅｒｏ；ｒｅｔｕｒｎ　ｔｏ　ｚｅｒｏ；ａｌｌｏｐｔｉｃａｌ　ｓｉｇｎａｌ　ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇＯＣＩＳ　ｃｏｄｅｓ　０６０．１１５５；０６０．２３３０；０６０．２３４０；０７０．４３４０收稿日期：２０１１－１０－２１；收到修改稿日期：２０１１－１２－１５；网络出版日期：２０１２－０４－０１基金项目：中国科学院“知识创新”工程（ＫＧＣＸ２－ＹＷ－１０８）和陕西省教育厅项目（１１ＪＫ０９０１）资助课题。

光纤通信实验4光纤中的四波混频效应

由图可见，经过传输后的信号，由于FWM产生了数十个串扰信号，有的叠加在原来信号上，有点落在其他位置上，干扰了原信号及其他位置信号的传输。

图4-1(b) 为初始输入的4个光波信号。

1、请根据上述实验数据，分别采用G.653光纤和G.655光纤作为传输光纤，对比光信号分别经过G.653光纤和G.655光纤后的FWM效应。

2、假设有两个输入光波信号输入到G.653光纤，其中一个输入信号的波长固定在1550nm，另一个波长在1550nm附近（可调）。

改变输入光功率，两个波长的间隔，光纤长度，观察FWM效应，总结哪些因素将影响FWM效应。

基于光纤中四波混频效应的全光串-并转换研究

基于光纤中四波混频效应的全光串一转换研究并
文江洪，江阳，罗旋，唐学理学院贵州省光电子技术与应用重点实验室，贵州贵阳５０２；１５０５
ｄｓｅｓｏ（ｉｐｒｉｎＧＶＤ）ｅｆｃｎｏｔｃｌｆｂｒＭｏｅｖｒｎａｌｏｔａｅｉｌｏｐｒｌｌｃｎｅｓｏｆｅｔｉｐｉａｉｅ．ｒｏｅ，ａｌｐｉｌｓｒａ— — ａａｌｏｖｒｉｎ — ｃｔｅ
ｅｆｃｎｆｂｒｆｅｔｉｉｅ
ＷＥＪｎ－ｏｇ，ＩＮｉｇｈｎＪＡＮＧｎＵＯａＡＮＧｎｌａＹａｇ，ＬＸｕｎ，ＴＹａ－ｉ，ＹＵｉ－ｏｇ，ＹＡＮＧｎｚｎＪｎｌｎ２Ｅ－ｅ
（．ｉｈｕＫｅｂｒｔｒｏｈｔｅｅｔｉｃｎｌｇｎｐｉａｉｎ，ＣｏｌｇｆＳｉｎｅ，Ｇｕｚｏｉｅｓｔ，１ＧｕｚｏｙＬａｏａｏｙｆｒＰｏｏｌｃｒｃＴｅｈｏｏｙａｄＡｐｌｔｏｃｌｅｅｏｃｅｃｉｈｕＵｎｖｒｉｙＧｕｙｎ５０５，Ｃｈｎ；２ｉａｇ５０２ｉａ．ＫｅｂｒｔｒｆＯｐｏｌｃｒｎｃＩｆｒｔｎａｄＴｅｈｉａｃｅｃｆｔｅＭｉｉｔｙｙＬａｏａｏｙｏｔｅｅｔｏｉｎｏｍａｉｎｃｎｃｌＳｉｎｅｏｈｎｓｒｏ
２．天津大学电子信息工程学院光纤通信实验室光电信息技术科学教育部重点实验室，天津３０７）００２

高速光纤传输系统中不同调制码型下的带内四波混频

第34卷增刊JOURNAL OF XIDIAN UNIVERSITY V ol.34 Sup.高速光纤传输系统中不同调制码型下的带内四波混频秦曦, 张峰, 吕博, 卢丹, 陈明, 简水生（北京交通大学光波技术研究所，全光网与现代通信网教育部重点实验室，北京，100044）摘要带内四波混频是传输速率大于10Gb/s的光纤传输系统中最主要的非线性效应之一，它对信号传输的影响体现在两方面：使“1”码产生幅度抖动,在“0”码处产生“影子”脉冲。

其结果是使信号眼图恶化，误码增加。

从物理本质出发，详细的分析了带内四波混频的产生机理，在此基础上，比较了归零码、载波抑制归零码和交替反转码对“影子”脉冲的抑制能力，结果表明：交替反转码对“影子”脉冲的抑制作用最好，载波抑制归零码居中，归零码抑制能力最弱。

通过数值仿真对理论分析的结论进行了验证。

所得的结论可作为设计高速光纤传输系统的参考。

关键词光纤传输系统；带内四波混频；载波抑制归零码；交替反转码；影子脉冲中图分类号：TN929.11 文献标识码：A文章编号：1001-2400(2007)S1-0043-04 Intrachannel four-wave mixing in high speed optical fiber transmission systems withdifferent modulation formatsQIN Xi, ZHANG Feng, LüBo, LU Dan, CHEN Ming, JIAN Shui-sheng(1. Key Lab of All Optical Network & Advanced Telecommunication Network of EMC, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China; 2.Institute of Lightwave Technology, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China)Abstract:Intrachannel Four-W ave Mixing (IFWM) is one of the most important nonlinear effects in optical fibertransmission systems with a bit rate higher than 10Gb/s. It induces the timing jitter to ‘1’ pulses and produces ‘ghost’ pulsesto ‘0’ pulses, which will worsen the eyediagram and result in a bit error. In this paper, the mechanism of IFWM is analyzedin detail. And the abilities of return-to-zero (RZ), carrier-suppressed return-to-zero (CSRZ), and alternate mark inversion(AMI) to suppress the ‘ghost’ pulse induced by IFWM are theorectically compared. The results show that the AMI code isthe most effective one in suppressing the ‘ghost’ pulse, CSRZ is the moderate one, and the RZ code is the poorest one.Numerical simulation is utilized to validate the conclusion. The conclusion is a good reference for designing of high speedoptical fiber transmission systems.Keywords: optical fiber transmission system; intrachannel four-wave mixing; carrier-suppressed return-to-zero; alternatemark inversion; ‘ghost’ pulse在单信道传输速率低于10Gb/s时，自相位调制（Self-phase Modulation, SPM）、交叉相位调制（Cross-phase Modulation, XPM）和四波混频（Four-wave Mixing, FWM）是最主要的非线性效应，而当单信道传输速率高于10Gb/s，特别是高于40Gb/s后，带内交叉相位调制[1]（Intrachannel Cross-phase Modulation, IXPM ）和带内四波混频[1]（Intrachannel Four-wave Mixing, IFWM）取代XPM和FWM，成为限制高速光纤传输系统的最主要因素，其中，IXPM效应引起相邻脉冲间的时间抖动，IFWM则引起“1”脉冲的幅度抖动，并且会在“0”脉冲处产生“影子”脉冲（即所谓的‘ghost’pulse），它们都会引起眼图的恶化，增加误码率。

高速光纤通信系统中高阶偏振模色散对NRZ码和RZ码的偏振度的影响

2007 年 4 月 11 日收到
克斯矢量。对于光纤中占有一定频谱宽度的信号
∞
第一作者简介 : 龙海 ,男 ,湖南人文科技学院计算系讲师 , 现为湖南大学计算机通信学院通信工程硕士研究生 , 研究方向 : 光纤通信及光网络的研究。 3 通信作者简介 : 陈林 ,男 ,博士 ,湖南大学计算机通信学院通信工程系教授 ,研究方向 : 高速光纤通信及网络。
PMD 补偿器的琼斯矩阵、信号的码型 , 以及输入偏
振态则可得到信号的偏振度。
2 高阶 PMD 对 DO P 的影响分析
在忽略偏振相关损耗 ( PDL ) 的情况下 , 光纤的色散可用 2 × 2 阶复矩阵来表示
T (ω) = e
-α L
[7]
e
-β j (ω) L
M (ω)
( 4)
图 1 q ω 和 Δx0 对 NRZ码的 DOP 的影响
2. 2 PCD 对 DO P 的影响
二阶偏振模色散的 PCD 项 ,则得到的结果如图 5 和图 6所示。图 5 为 NRZ码的 DOP 随 PCD 的变化情况。可以看出 ,随着 PCD 的增大 , DOP 没有什么明显的变化 ,这就说明 , PCD 对 NRZ码的 DOP 影响不明显 ,从图 5可以很明显看出来。图 6 中某一根曲线代表 DGD 一定时 , RZ码的 DOP随着 PCD 的变化情况 , 可以看出 , PCD 对 RZ 码的 DOP 有很大的影响 , 在
这就是说主态旋转率的增加对于rz码而言dop的变化是没有规律的因为dop种频率信号的平均由于nrz码的频谱窄来受到去偏振项影响较之rz码要少一些的影响另外还计算了二阶偏振模色散的另一项偏振相关色散dop的影响情况如图增加到40dop基本不随pcd而变化的所示的rz码的情况就不同了gd较小时dop变小gd较大时doppcd变大dop的影响对于rz码也较为严重而对nrz码而言影响不明显

光纤通信实验4光纤中的四波混频效应

由图可见，经过传输后的信号，由于FWM产生了数十个串扰信号，有的叠加在原来信号上，有点落在其他位置上，干扰了原信号及其他位置信号的传输。

图4-1(b) 为初始输入的4个光波信号。

1、请根据上述实验数据，分别采用G.653光纤和G.655光纤作为传输光纤，对比光信号分别经过G.653光纤和G.655光纤后的FWM效应。

2、假设有两个输入光波信号输入到G.653光纤，其中一个输入信号的波长固定在1550nm，另一个波长在1550nm附近（可调）。

改变输入光功率，两个波长的间隔，光纤长度，观察FWM效应，总结哪些因素将影响FWM效应。

基于HNLF的RZ到NRZ的全光码型转换

基于HNLF的RZ到NRZ的全光码型转换
孟小俊;闫连山;易安林;李立广
【期刊名称】《光通信研究》
【年(卷),期】2010(000)006
【摘要】数值仿真分析了利用高非线性光纤(HNLF)的交叉相位调制(XPM)效应实现归零(RZ)码到非归零(NRZ)码的转换,并讨论了RZ信号占空比、光纤色散对转换后NRZ信号Q因子的影响.数值结果表明:转换后NRZ码的Q值受输入RZ信号占空比的影响;而且RZ信号与连续的探测光之间的色散差也严重影响转换后NRZ 信号的Q因子值.
【总页数】3页(P1-3)
【作者】孟小俊;闫连山;易安林;李立广
【作者单位】西南交通大学,信息科学与技术学院,信息光子与通信研究中心,四川,成都,610031;西南交通大学,信息科学与技术学院,信息光子与通信研究中心,四川,成都,610031;西南交通大学,信息科学与技术学院,信息光子与通信研究中心,四川,成都,610031;西南交通大学,信息科学与技术学院,信息光子与通信研究中心,四川,成都,610031
【正文语种】中文
【中图分类】TN247
【相关文献】
1.利用偏振延时干涉装置的NRZ到RZ全光码型变换 [J], 张晓媛;康文惠;黄小航;张世彩
2.利用MZ-DI装置的40Gb/s RZ到NRZ全光码型变换 [J], 王英杰;杜浩;王勇
3.全光归零(RZ)到非归零(NRZ)码型转换技术研究进展 [J], 惠战强
4.利用相位调制器实现占空比可调的NRZ到RZ码的码型转换 [J], 江阳
5.基于硅基微环谐振器的WDM多通道RZ-NRZ码型转换的研究 [J],
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基于光纤简并四波混频的可调谐波长转换器的优化设计

基于光纤简并四波混频的可调谐波长转换器的优化设计崔晟;刘德明;涂峰;徐祖应;柯昌剑
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】2009(38)5
【摘要】分析了光纤零色散波长、光纤长度、信号光频率及泵浦功率对基于光纤简并四波混频的可调谐波长转换器调谐带宽和转换效率的影响.结果表明对应不同的零色散波长都存在唯一的最优信号光频使得调谐带宽达到最大,进而推导了最优信号光频和最大调谐带宽的解析表达式,给出了提高此类器件调谐带宽和泵浦效率,减少调谐中输出信号功率起伏的优化设计方法.与以往实验结果相比优化后同等泵浦功率下调谐带宽可增加10nm,若保证同样的调谐带宽则可将泵浦功率降低4.6dB.
【总页数】4页(P1145-1148)
【关键词】非线性光学;全光波长转换;简并四波混频;高非线性光纤
【作者】崔晟;刘德明;涂峰;徐祖应;柯昌剑
【作者单位】武汉光电国家实验室;华中科技大学光电子科学与工程学院;长飞光纤光缆有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.11
【相关文献】
1.基于四波混频效应的全光波长转换器 [J], 谭艺枝;向望华;杜荣建
2.2μm波段基于四波混频宽可调的多波长激光器 [J], 孔玉微;李齐良;尹韬策;魏一振
3.基于半导体光放大器的四波混频型全光波长转换器 [J], 刘威;孙军强;黄德修;徐红春
4.基于四波混频效应的波分复用全光网络波长转换器研究的新进展 [J],
5.基于高非线性光纤四波混频的全光纤波长变换 [J], 刘艳;谭中伟;傅永军;宁提纲;简水生
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【优】光纤的非线性克尔效应和四波混频最全PPT资料

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F231,F321 F332
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2.四波混频
• 四波混频的影响：
不同波长的三个光波同时在光纤中传播时，通过石英介质相互作用产生新的波长，新的波长的频率是三者的组合，这种现象称为四波混频
• 减••• 小原如引有果入四波产色波长生散混的的频光新的能波方量长因与法转原：移有而某损波失长，相影同响或系交统叠的，从BE而R、产信生噪严比重等的性串能扰；如课通如《原如原通四如原不课不原克《课克不如四原如果程信果华有果有信波果有同程同有尔华程尔同果波有果产团技产为波产波技混产波波团波波效为团效波产混波产生队术生传长生长术频生长长队长长应传队应长生频长生的：专的输的的的专的的的：的的输：的的的的新业新工光新光业新光三三光工三新光新吴吴吴波教波程能波能教波能个个能程个波能波粤粤粤长学长师量长量学长量光光量师光长量长湘湘湘与资与因与因资与因波波因波与因与HH林林林CC原源原转原转源原转同同转同原转原NN琪琪琪AA有库有移有移库有移时时移时有移有认认赵赵赵某某而某而某而在在而在某而某证证晓晓晓波波损波损波损光光损光波损波》》吉吉吉长长失长失长失纤纤失纤长失长课课李李李相相，相，相，中中，中相，相程程滢滢滢同同影同影同影传传影传同影同滢滢滢或或响或响或响播播响播或响或交交系交系交系时时系时交系交叠叠统叠统叠统，，统，叠统叠，，的，的，的通通的通，的，从从从从过过过从从BBBBBEEEEE而而而而石石石而而RRRRR、、、、、产产产产英英英产产信信信信信生生生生介介介生生噪噪噪噪噪严严严严质质质严严比比比比比重重重重相相相重重等等等等等的的的的互互互的的性性性性性串串串串作作作串串能能能能能扰扰扰扰用用用扰扰；；；；；产产产生生生新新新的的的波波波长长长，，，新新新的的的波波波长长长的的的频频频率率率是是是三三三者者者的的的组组组合合合，，，这这这种种种现现现象象象称称称为为为四四四波波波混混混频频频

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在高度非线性光纤中使用四波混频实现NRZ到RZ的转换
1.引言
多径传播是一个重要的过程,在通信传输相同的信息,不同的地点,在同一时间内。

这是特别有用的应用,如bandwidth-insensitive IPTV分布和远程会议在波分复用(WDM)和时分复用的方法基础上提出了实现波长多播。

例子包括cross-absorption在一个electro-absorption调制器的调制，在一个高度非线性光纤中的四波混频和光学参量放大辅助透过自我播种。

在这里,我们首先证明一个方法,同时时分和波长多径传播于使用在不同的网络上。

我们的宗旨是基于四波混频(过程)的输入信号与时间——wavelength-interleaved光源在一个高度非线性光子晶体光纤(有关)
我们先前已经报道了一代的时间——wavelength-interleaved雷射光源使用不同的方法,及其在光子数模
转换,全光采样,对波分复用(WDM)转换)[4 - 7]。

在这项工作中实验证明和波长多播时间10 Gb / s NRZ-OOK 信号到4×10 Gb / s RZ-OOK使用交叉光源输出。

错误的操作已经被解的一个最大的组播输出功率罚款4分贝。

2.原理和实验装置
这个实验装置图1显示的是。

连续波激光和四个邻近的波长间距1.25海里得到了一个WDM的来源。

结合激光输出光耦合器连接到输入口的光学相位调制器。

该调制器以10阻抗驱动射频信号诱导啁啾在CW型灯。

然后输出连接到一个卷轴8.4 -km单模光纤(交界处)。

当光频率振动在每四个
现在是时间的激光,群速度色散效应SMF文件将在灯光产生压缩CW型短脉冲[8]。

时间间距邻近信道是~ 25 ps,受波长间距和效应的交界处。

作为一个结果,一个40兆赫时间——wavelength-interleaved实现激光源的输出交界处。

生成一个10 Gb / s数据流,并由可调谐激光是一种电光调制器的驱动下,伪随机二进制序列231 - 1。

脉冲源和数据流,然后结合一个50/50的光耦合器。

可调谐光延迟线是用于安装调整自己的延迟。

随后的耦合灯都由一个erbium-doped放大光纤放大器(EDFA)和26 dBm指向一个64米非线性色散系数为11.2(W•公里)在1550年1奈米。

过程发生在色散。

输入数据流作为一个泵和与四探针代表不同的波长分量交替光源。

因此,新波长部件会产生和他们把相同的数据间隔由~ 25 ps。

四个产生过滤元件,我们获得多播输出。

值得一提的是,自从电压源探针,责任周期的确定多播的输出脉冲宽度的选择,导致格式转换,从NRZ-OOK RZ-OOK与一个可调整的责任
周期。

3.结果和讨论
本文采用波形和光学光谱的时间——wavelength-interleaved脉冲源。

如图2(a)和(b),分别为。

重复率40兆赫。

选择一种波长在1548.20,1549.55,1550.80和1552.05海里生产时间之间的分离产生~ 25 ps脉冲。

单个脉冲的宽度在每个中心波长~ 14 ps,为确定500 -阻抗测量光学采样示波器。

图3显示10 Gb / s NRZ-OOK 数据。

数据的PRBS产生1545海里与模式长度231 - 1位。

自从上升时间数据相对较长,我们故意在一个频道介绍一个偏移的脉冲源减少造成的扭曲眼交叉地区输入数据
我们滤出四个人渠道,为分析从输出使用0.3 -nm色散光学带通滤波器。

各自的中心波长分别为1541.50,1540.25,1539.00和1538.80海里。

眼睛的组播输出图如图4(a)——。

(d)。

RZ-OOK输出格式在与责任周期的25%。

它是观察到一些出现在地面波纹通道1。

原因是:眼睛有部分重叠交叉区域与1频道在脉冲源,导致在一个贫穷的灭绝的组播比例输出。

不相等的振幅的输出的眼睛是主要原因unflattened光学增益EDFA的。

分析了多播的表现,我们也执行误码率的测量。

结果显示在图5。

没有错误操作(9 BER)已经取得了所有的通道。

电力处罚范围从1到4分贝。

堕落的接收机灵敏度的1频道是由于外观的涟漪如上所述。

其他的渠道权力的惩罚被归因于ASE噪声(EDFA)和光纤的光学系统的信噪比减少过程后。

4.总结
我们证明了4×10 Gb / s同步时间和波长多播,连同NRZ RZ格式转换过程之间使用输入信号与一个时间——wavelength-interleaved光源在64米高度非线性色散。

错误的行动已经取得了所有输出最大功率多播和罚款4分贝。

该方案是一种潜在的升级到产生更多的组播频道时产生更多的成分在时间-和
wavelength-interleaved激光源。

5.感谢
这项工作是由研究资助局香港(项目中大415907和416808年)
6.参考文献
[1]K.K.Chow 和C.Shu,全光信号的再生使用单个电吸收调制器。