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空间激光通信技术发展趋势分析 被引量：33
1
作者 刘宏展 孙建锋 刘立人 《光通信技术》 CSCD 北大核心 2010年第8期39-42,共4页
空间激光通信作为一种先进的通信手段,近年来发展迅速。重点分析了国际上空间激光通信技术的发展新动向,试图对国内开展相关研究提供参考和借鉴。
关键词 空间激光通信 相干体制 量子通信 光子技术 空间光网络 深空光通信
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基于光纤布拉格光栅的化学传感器 被引量：20
2
作者 桑新柱 余重秀 +3 位作者 颜玢玢 T.Mayteevarunyoo 吕乃光 张琦 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期771-774,共4页
除掉光纤布拉格光栅的包层,可以使它的布拉格波长对外界环境的折射率变化敏感。采用氢氟酸腐蚀掉光纤布拉格光栅的包层,获得了直径约为6μm的布拉格光栅。实验研究了布拉格波长对化学溶液的浓度敏感性特征,结果表明:采用10 pm分辨率的... 除掉光纤布拉格光栅的包层,可以使它的布拉格波长对外界环境的折射率变化敏感。采用氢氟酸腐蚀掉光纤布拉格光栅的包层,获得了直径约为6μm的布拉格光栅。实验研究了布拉格波长对化学溶液的浓度敏感性特征,结果表明:采用10 pm分辨率的光谱仪,丙二醇溶液在低浓度时的浓度分辨率为0.7%,在高浓度时的分辨率为0.32%;糖溶液在低浓度时的分辨率为0.55%,高浓度时为0.1%。采用商用的分辨率为1 pm的高精度波长解调系统,它们的分辨率可以提高一个数量级。 展开更多
关键词 光纤布拉格光栅 化学传感器 生物传感器 折射率
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高双折射光子晶体光纤偏振模色散测量 被引量：19
3
作者 杨广强 张霞 +3 位作者 林健飞 宋继恩 黄永清 任晓敏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1133-1136,共4页
对一种高双折射光子晶体光纤的偏振模色散进行了测量.实验用26m长光子晶体光纤使皮秒光脉冲的两个正交偏振模产生了108ps时延.运用脉冲时延法和固定分析仪法对这种高双折射光子晶体光纤的偏振模色散进行了实验测量,测量得到其偏振模色... 对一种高双折射光子晶体光纤的偏振模色散进行了测量.实验用26m长光子晶体光纤使皮秒光脉冲的两个正交偏振模产生了108ps时延.运用脉冲时延法和固定分析仪法对这种高双折射光子晶体光纤的偏振模色散进行了实验测量,测量得到其偏振模色散参量可达4154ps/km,对应的模式双折射度为1.25×10-3.这种新型的高双折射光纤可用于补偿光纤通信系统中的偏振模色散. 展开更多
关键词 光子晶体光纤 高双折射 光纤通信系统 偏振模色散
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信号与本振光振幅分布对星间相干光通信系统混频效率的影响 被引量：20
4
作者 刘宏展 纪越峰 +1 位作者 许楠 刘立人 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期63-68,共6页
星间相干光通信系统中,信号光与本振光的不同分布将影响外差混频效率。在假设信号光与本振光偏振一致、相位匹配、几何中心重合的前提下,详细推导了信号光振幅为平面波(Uniform)、高斯(Gauss)分布,本振光为艾里斑(Airy)、Uniform及Gaus... 星间相干光通信系统中,信号光与本振光的不同分布将影响外差混频效率。在假设信号光与本振光偏振一致、相位匹配、几何中心重合的前提下,详细推导了信号光振幅为平面波(Uniform)、高斯(Gauss)分布,本振光为艾里斑(Airy)、Uniform及Gauss分布时的6种外差混频效率关系式,其中4种得到了精确的解析式。在此基础上,通过数值仿真,全面对比分析了各种组合的外差混频性能,结果发现,Airy+Airy和Gauss+Gauss具有最佳外差混频性能,理论上可以达到100%外差混频效率;Uniform+Uniform的最大外差混频效率为72%,Guass+Uniform最大外差混频效率是82%,它们具有相似性;而Airy+Gauss组合是系统中常用的分布模型,其外差混频效率同时受探测器半径及Gauss束腰的制约。这将为设计星间相干通信系统提供必要的理论依据。 展开更多
关键词 光通信 星间相干光通信 相干接收 外差效率
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利用光子晶体光纤实现10 Gb/s光传输系统的色散补偿 被引量：10
5
作者 杨广强 张霞 +2 位作者 任晓敏 黄永清 陈雪 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第9期1221-1224,共4页
利用光子晶体光纤(PCF)在10 Gb/s光传输系统中对普通单模光纤中传输的光脉冲进行了色散补偿,获得了很好的补偿效果。实验中,10 Gb/s光脉冲序列经过2.163 km普通单模光纤被展宽后,利用26 m长光子晶体光纤对其进行色散补偿,补偿后脉冲基... 利用光子晶体光纤(PCF)在10 Gb/s光传输系统中对普通单模光纤中传输的光脉冲进行了色散补偿,获得了很好的补偿效果。实验中,10 Gb/s光脉冲序列经过2.163 km普通单模光纤被展宽后,利用26 m长光子晶体光纤对其进行色散补偿,补偿后脉冲基本恢复到了初始形状。进一步的理论计算表明,此光纤在C波段20 nm波长范围内对普通单模光纤能够实现较好的色散斜率补偿,补偿后剩余色散小于5 ps/nm。理论与实验结果表明光子晶体光纤在色散补偿方面具有很大的潜力,在未来光通信系统中将发挥重要作用。 展开更多
关键词 光电子学 光子晶体光纤 单模光纤 色散补偿
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全矢量有限元模型及其在光波导和光子晶体光纤中的应用 被引量：12
6
作者 张方迪 刘小毅 +1 位作者 张民 叶培大 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期209-215,共7页
为了研究光波导和光子晶体光纤的模式特性和传输特性,从矢量波动方程出发,推导出了各向异性介质中场微分方程复数泛函表达式,利用棱边/节点混合元离散了该泛函,加入了各向异性介质匹配层边界条件,得到关于传播常量的广义特征值方程.以... 为了研究光波导和光子晶体光纤的模式特性和传输特性,从矢量波动方程出发,推导出了各向异性介质中场微分方程复数泛函表达式,利用棱边/节点混合元离散了该泛函,加入了各向异性介质匹配层边界条件,得到关于传播常量的广义特征值方程.以矩形波导为例,对各向异性介质匹配层边界条件的吸收特性进行了研究,得到了基模以及几个高阶模的场分布、色散曲线和损耗曲线.结果表明该方法可靠有效.对正六边形晶格光子晶体光纤进行了分析.数据表明:光纤有效折射率随空气孔直径或波长的增大而减小,但与空气孔圈数无关;光纤限制损耗(confinementloss)随波长增大近似成指数增大,而增加空气孔直径或者空气孔圈数则可使之显著降低. 展开更多
关键词 有限元 光波导 完全匹配介质层 光子晶体光纤
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基于谐振吸收效应的单模单偏振光子晶体光纤研究 被引量：15
7
作者 刘小毅 张方迪 +1 位作者 张民 叶培大 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期301-307,共7页
提出了一种基于谐振吸收效应的单模单偏振光子晶体光纤,阐述了其工作原理,并利用全矢量有限元法对其模场分布、限制损耗、工作带宽、消光比等基本特性进行了数值模拟.数值结果表明这种结构可以获得很高的单模单偏振工作带宽,并能以较低... 提出了一种基于谐振吸收效应的单模单偏振光子晶体光纤,阐述了其工作原理,并利用全矢量有限元法对其模场分布、限制损耗、工作带宽、消光比等基本特性进行了数值模拟.数值结果表明这种结构可以获得很高的单模单偏振工作带宽,并能以较低的损耗代价实现极高的消光比.讨论了结构设计参量对光纤性能的影响.研究结果对设计新型的高性能单模单偏振光纤具有一定的指导意义. 展开更多
关键词 电子晶体光纤 单模单偏振 双折射 有限元
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IMECN：一种新的无线传感器网络拓扑控制算法 被引量：13
8
作者 李云 周娴 +1 位作者 尤肖虎 刘占军 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期48-53,共6页
拓扑控制策略对减小无线传感器网络中节点的能量消耗,延长网络的生命期具有重要意义.在已有的拓扑控制算法中,有代表性的是SMECN.本文在分析SMECN拓扑控制算法的缺点的基础上,提出了一种新的拓扑控制算法—IMECN.IMECN利用极坐标中的极... 拓扑控制策略对减小无线传感器网络中节点的能量消耗,延长网络的生命期具有重要意义.在已有的拓扑控制算法中,有代表性的是SMECN.本文在分析SMECN拓扑控制算法的缺点的基础上,提出了一种新的拓扑控制算法—IMECN.IMECN利用极坐标中的极角,巧妙地将区域覆盖问题转化为角度叠加问题,通过判断多个圆心角的叠加和是否等于2π,判断节点的无线传输范围是否覆盖其直接传输区域.最后,我们理论分析了IMECN的计算复杂度,仿真分析了IMECN的节能特性. 展开更多
关键词 无线传感器网络 拓扑控制 最小能量特性 直接传输范围
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一种具有亚波长光栅结构的光探测器的设计 被引量：14
9
作者 杨一粟 黄永清 +2 位作者 黄辉 王琦 任晓敏 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期2352-2357,共6页
高速智能光纤通信系统和网络的飞速发展对光电探测器提出了更高要求。利用严格耦合波(RCWA)理论,给出了在亚波长光栅(SWG)下方具有分布布拉格反射镜(DBR)结构的理论分析模型,将这种结构作为反射镜应用于谐振腔增强型光探测器(RCE PD)的... 高速智能光纤通信系统和网络的飞速发展对光电探测器提出了更高要求。利用严格耦合波(RCWA)理论,给出了在亚波长光栅(SWG)下方具有分布布拉格反射镜(DBR)结构的理论分析模型,将这种结构作为反射镜应用于谐振腔增强型光探测器(RCE PD)的设计中。仿真表明由于SWG的引入,只需要4对λ/4厚度的InGaAsP/InP系DBR,可使整体膜系结构实现在中心波长1.55 μm处反射率达到99.7%,在1.40μm至1.62μm范围内反射率高于99%。引入SWG后的RCE PD在1.55μm附近的量子效率接近90%,串扰衰减系数与量子效率的乘积超过15 dB。有效地解决了InGaAsP/InP介质膜系DBR作为谐振腔反射镜反射率低、反射带宽窄的问题。 展开更多
关键词 光电子学 亚波长光栅 严格耦合波方法 光探测器
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偏振控制器完成任意偏振态变化的最小自由度研究 被引量：14
10
作者 张晓光 段高燕 席丽霞 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期1173-1176,共4页
偏振控制器(PC)是处理光纤中信号偏振态(SOP)的重要器件,它是偏振模色散(PMD)自适应补偿器的重要组成部分。以两种类型的商用偏振控制器为例,理论和实验证明了转变任意输入态到庞加莱(Poincare)球上其他任何状态至少需要调整三个自由度... 偏振控制器(PC)是处理光纤中信号偏振态(SOP)的重要器件,它是偏振模色散(PMD)自适应补偿器的重要组成部分。以两种类型的商用偏振控制器为例,理论和实验证明了转变任意输入态到庞加莱(Poincare)球上其他任何状态至少需要调整三个自由度而不是两个自由度。因此至少需要控制每一阶段的PMD补偿器中偏振控制器上的三个自由度而不是两个自由度,才能够实现完全的PMD补偿。 展开更多
关键词 光通信 偏振控制器 偏振态 自由度
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光纤中偏振稳定控制的实验研究 被引量：12
11
作者 张晓光 方光青 +1 位作者 赵鑫媛 王少康 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期888-891,共4页
研制了一种偏振稳定系统,可以使偏振态(SOP)保持稳定输出,而且可以是任意需要的偏振态。实验中扰偏器以不同变化频率、各种相位幅度的信号变化,稳定器对其进行偏振稳定实验,对于相位幅度为π/2的扰偏信号,进行稳定的变化频率可达8 kHz... 研制了一种偏振稳定系统,可以使偏振态(SOP)保持稳定输出,而且可以是任意需要的偏振态。实验中扰偏器以不同变化频率、各种相位幅度的信号变化,稳定器对其进行偏振稳定实验,对于相位幅度为π/2的扰偏信号,进行稳定的变化频率可达8 kHz。稳定耗时分析表明,有71%的时间耗在偏振控制器的响应时间上,而稳定算法及数据处理仅占总耗时的8%。 展开更多
关键词 光通信 偏振态 偏振控制
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像差对星间相干光通信接收系统误码性能的影响 被引量：13
12
作者 刘宏展 纪越峰 刘立人 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期38-43,共6页
以空间链路方程为基础,详细推导了具有不同像差时的星间相干光通信接收系统信噪比表达式。以通信距离为60000km、速率为2Gb/s的2PSK零差同步轨道接收系统为例,通过数值仿真,全面比较了接收天线的倾斜、离焦、彗差和像散等像差对接收系... 以空间链路方程为基础,详细推导了具有不同像差时的星间相干光通信接收系统信噪比表达式。以通信距离为60000km、速率为2Gb/s的2PSK零差同步轨道接收系统为例,通过数值仿真,全面比较了接收天线的倾斜、离焦、彗差和像散等像差对接收系统误码率(εBER)的影响。结果表明,不同像差单独作用时,倾斜像差的影响最大,象散的影响最小;不同像差相互作用时,它们中的某些能部分实现相互校正,从而降低误码率。以εBER≤10-6为比较标准,当彗差W31/λ≤1.00时,调整倾斜像差能实现它们之间的部分校正;当像散W22/λ≤0.53时,调整离焦能对像散进行部分校正。因此,在设计接收系统时,接收天线的像差所产生的影响不容忽视。这将为设计星间相干通信接收系统提供必要的理论依据。 展开更多
关键词 光通信 星间相干光通信 像差 误码率
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利用高非线性微结构光纤实现波长变换的研究 被引量：11
13
作者 张霞 杨广强 +2 位作者 黄永清 任晓敏 陈雪 《光电子．激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第10期1211-1213,共3页
利用自相位调制(SPM)效应和窄带滤波器在高非线性微结构光纤(MF)中实现了全光波长变换,获得了对10 Gb/s脉冲信号超过±4 nm的波长变换带宽。作为非线性介质的25 m长MF的非线性系数γ=36 km-1.W-1,约是传统色散位移光纤非线性系数的2... 利用自相位调制(SPM)效应和窄带滤波器在高非线性微结构光纤(MF)中实现了全光波长变换,获得了对10 Gb/s脉冲信号超过±4 nm的波长变换带宽。作为非线性介质的25 m长MF的非线性系数γ=36 km-1.W-1,约是传统色散位移光纤非线性系数的20倍。高非线性MF在波长1 550 nm处色散值约为+150 ps/nm-km。 展开更多
关键词 微结构光纤(MF) 非线性光学 波长变换
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MOCVD反应器热流场的数值模拟研究 被引量：12
14
作者 钟树泉 任晓敏 +4 位作者 王琦 黄辉 黄永清 张霞 蔡世伟 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1342-1348,共7页
本文以低压、旋转、垂直喷淋结构的MOCVD反应器为对象,应用二维数学模型分析与计算,对反应器内部的质量输运过程进行了比较详细的研究与讨论。通过计算发现:在一定范围内,增加进气流量Q、降低操作压力P、设定适宜的生长温度t、保持合理... 本文以低压、旋转、垂直喷淋结构的MOCVD反应器为对象,应用二维数学模型分析与计算,对反应器内部的质量输运过程进行了比较详细的研究与讨论。通过计算发现:在一定范围内,增加进气流量Q、降低操作压力P、设定适宜的生长温度t、保持合理的基座转速ω等,不仅可以非常有效地抑制热浮力效应,同时也使衬底表面流体的流动速度进一步增加,从而实现反应器内部的流场和温度场的均匀分布。研究的结果,不仅为高品质的外延生长提供了有效的解决方案,而且也为MOCVD反应器的优化设计提供了重要的参考依据。 展开更多
关键词 MOCVD 反应器 输运过程 热对流
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二维光子晶体禁带特性研究 被引量：13
15
作者 袁桂芳 韩利红 +2 位作者 俞重远 刘玉敏 芦鹏飞 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期348-352,共5页
采用平面波展开法对二维光子晶体分别在E和H极化下的带隙进行了计算.考虑了填充比、晶格结构、介电常数对最大绝对帯隙的影响.结果表明,不论是正方晶格还是三角晶格,TM模在介质柱型光子晶体中更容易形成带隙;TE模在空气孔型光子晶体中... 采用平面波展开法对二维光子晶体分别在E和H极化下的带隙进行了计算.考虑了填充比、晶格结构、介电常数对最大绝对帯隙的影响.结果表明,不论是正方晶格还是三角晶格,TM模在介质柱型光子晶体中更容易形成带隙;TE模在空气孔型光子晶体中更容易形成带隙.填充比一定,最大绝对帯隙宽度并非随着介电矹龃笞苁?增大,而是存在一个峰值.相对介电常数一定,最大绝对帯隙宽度随填充比的变化也存在一个峰值.不论空气孔型还是介质柱型结构,三角晶格比正方晶格更容易形成帯隙. 展开更多
关键词 平面波展开法 TE模 TM模 最大绝对帯隙
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光纤偏振模色散的缓解与补偿技术研究与进展 被引量：9
16
作者 张晓光 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期525-539,共15页
偏振模色散(PMD)是阻碍高速光纤通信长距离传输的主要障碍之一。由于偏振模色散的统计特性,使得恢复由于偏振模色散造成的传输信号损伤有相当的难度。介绍了偏振模色散的基本概念与数学描述方法,总结了目前常用的偏振模色散的缓解技术... 偏振模色散(PMD)是阻碍高速光纤通信长距离传输的主要障碍之一。由于偏振模色散的统计特性,使得恢复由于偏振模色散造成的传输信号损伤有相当的难度。介绍了偏振模色散的基本概念与数学描述方法,总结了目前常用的偏振模色散的缓解技术、光电补偿技术的现状,最新技术以及今后的发展方向。着重介绍了偏振模色散光域补偿技术中的补偿器结构、反馈信号提取以及粒子群优化控制算法。 展开更多
关键词 光纤通信 偏振模色散 缓解技术 补偿技术
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光子晶体光纤特性及光通信中的应用 被引量：10
17
作者 何理 杨伯君 +1 位作者 张晓光 于丽 《量子光学学报》 CSCD 北大核心 2006年第4期225-230,共6页
首先概要介绍了光子晶体光纤的发展进程、导光机理和分类。然后讨论了其三个突出的优点:单模传输特性、高非线性效应和可控群速度色散特性。最后探讨了它在光通信中的应用前景:产生超短脉冲、光参量放大和超连续谱的产生。
关键词 色散 非线性 光子晶体光纤 折射率
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新型空气孔长方形排列单模单偏振光子晶体光纤的数值模拟 被引量：12
18
作者 张方迪 刘小毅 +1 位作者 张民 叶培大 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期6447-6453,共7页
提出了一种空气孔长方形排列的单偏振光子晶体光纤结构,并利用基于棱边/节点混合元的带有完全匹配层吸收边界条件的全矢量有限元方法对该结构进行了分析.对设计思路进行了详细说明.通过优化结构参数在理论上获得了波长在1·38—1... 提出了一种空气孔长方形排列的单偏振光子晶体光纤结构,并利用基于棱边/节点混合元的带有完全匹配层吸收边界条件的全矢量有限元方法对该结构进行了分析.对设计思路进行了详细说明.通过优化结构参数在理论上获得了波长在1·38—1·61μm范围内仅有慢轴模且限制损耗低于0·1dB/km的单模单偏振操作. 展开更多
关键词 光予晶体光纤 单偏振 限制损耗 全矢量有限元方法
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EPON在双向HFC宽带接入中的应用 被引量：12
19
作者 李俊玮 孙曙和 +2 位作者 陈雪 刘荣莹 汪滢 《广播与电视技术》 北大核心 2007年第11期80-83,共4页
传统的广电HFC网络为单向网络,无法支持双向的交互业务。广电运营商顺应网络融合和业务融合的发展趋势,积极开展传统HFC网络的双向化改造。双向化改造后不仅要能支持交互业务,而且还要考虑到未来业务的长远发展,具有可靠的带宽升级空间... 传统的广电HFC网络为单向网络,无法支持双向的交互业务。广电运营商顺应网络融合和业务融合的发展趋势,积极开展传统HFC网络的双向化改造。双向化改造后不仅要能支持交互业务,而且还要考虑到未来业务的长远发展,具有可靠的带宽升级空间,做到逐步扩容并保护设备投资。本文将从广电网络双向化改造的需求分析入手,对CMTS+CM和EPON+LAN/EoC两种双向改造方案进行分析对比,指出EPON+LAN/EoC方案具有更大的应用优势。 展开更多
关键词 HFC 双向改造 EPON CMTS EOC CM
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基于微结构光纤的10GHz超过1100信道的平坦超连续谱光源 被引量：12
20
作者 徐永钊 王子南 +2 位作者 张霞 黄永清 任晓敏 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期675-679,共5页
报道了一种基于微结构光纤的宽带、平坦超连续谱(SC)光源。利用锁模半导体激光器产生的1.6ps,重复率为10GHz的光脉冲,通过一段80m的色散平坦高非线性微结构光纤(HNL-MF),在1.55μm波长区域产生了谱宽超过100nm的平坦超连续谱。实验中采... 报道了一种基于微结构光纤的宽带、平坦超连续谱(SC)光源。利用锁模半导体激光器产生的1.6ps,重复率为10GHz的光脉冲,通过一段80m的色散平坦高非线性微结构光纤(HNL-MF),在1.55μm波长区域产生了谱宽超过100nm的平坦超连续谱。实验中采用的微结构光纤的非线性系数约为11W-1·km-1。光纤具有小的正常色散和平坦的色散特性,在1550nm波长处,光纤的色散值约为-0.58ps·nm-1·km-1,而在1500～1650nm波长范围内,光纤的色散值变化小于1.5ps·nm-1·km-1。实验中获得的宽带、平坦超连续谱在1503～1593nm宽达90nm的波长范围内,具有±2.5dB的平坦度。该宽带、平坦超连续谱能同时提供波长间隔为10GHz,超过1100路的多波长载波信道。通过对光谱滤波,获得了速率为10Gbit/s的多波长脉冲序列。这样的超连续谱光源在波分复用(WDM)光通信系统、光波长变换等方面都有重要的应用。 展开更多
关键词 光通信 微结构光纤 超连续谱 自相位调制
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