Phase discrimination and simultaneous frequency conversion of the orthogonal components of an optical signal by four-wave mixing in an SOA

Simultaneous conversion of the two orthogonal phase components of an optical input to different output frequencies has been demonstrated by simulation and experiment. A single stage of four-wave mixing between the input signal and four pumps derived from a frequency comb was employed. The nonlinear device was a semiconductor optical amplifier, which provided overall signal gain and sufficient contrast for phase sensitive signal processing. The decomposition of a quadrature phase-shift keyed signal into a pair of binary phase-shift keyed outputs at different frequencies was also demonstrated by simulation.

Comparison of frequency symmetric signal generation from a BPSK input using fiber and semiconductor-based nonlinear elements

This letter compares two nonlinear media for simultaneous carrier recovery and generation of frequency symmetric signals from a 42.7-Gb/s nonreturn-to-zero binary phase-shift-keyed input by exploiting four-wave mixing in a semiconductor optical amplifier and a highly nonlinear optical fiber for use in a phase-sensitive amplifier.

All-optical binary counter

We experimentally demonstrate an all-optical binary counter composed of four semiconductor optical amplifier based all-optical switching gates. The time-of-flight optical circuit operates with bit-differential delays between the exclusive-OR gate used for modulo-2 binary addition and the AND gate used for binary carry detection. A movie of the counter operating in real time is presented.

Optical networks to span the globe

The world's communications infrastructure is poised to undergo a revolution. Networks that send light pulses through optical fibres and optical amplifiers will change the way in which we communicate across the planet.

Simultaneous clock recovery and data regeneration using a nonlinear optical loop mirror as an all-optical mixer

High-speed optical clock recovery, demultiplexing and data regeneration will be integral parts of any future photonic network based on high bit-rate OTDM. Much research has been conducted on devices that perform these functions, however to date each process has been demonstrated independently. A very promising method of all-optical switching is that of a semiconductor optical amplifier-based nonlinear optical loop mirror (SOA-NOLM). This has various advantages compared with the standard fiber NOLM, most notably low switching power, compact size and stability. We use the SOA-NOLM as an all-optical mixer in a classical phase-locked loop arrangement to achieve optical clock recovery, while at the same time achieving data regeneration in a single compact device

Design and analysis of an all-optical processor for modular arithmetic

We present a logical design of an all-optical processor that performs modular arithmetic. The overall design is based a set of interconnected modules that use all-optical gates to perform simple logical functions. The all-optical logic gates are based on the semiconductor optical amplifier nonlinear loop. Simulation results are presented and some practical design issues are discussed.

Spatially integrated erbium-doped fiber amplifiers enabling space-division multiplexing

L’augmentation exponentielle de la demande de bande passante pour les communications laisse présager une saturation prochaine de la capacité des réseaux de télécommunications qui devrait se matérialiser au cours de la prochaine décennie. En effet, la théorie de l’information prédit que les effets non linéaires dans les fibres monomodes limite la capacité de transmission de celles-ci et peu de gain à ce niveau peut être espéré des techniques traditionnelles de multiplexage développées et utilisées jusqu’à présent dans les systèmes à haut débit. La dimension spatiale du canal optique est proposée comme un nouveau degré de liberté qui peut être utilisé pour augmenter le nombre de canaux de transmission et, par conséquent, résoudre cette menace de «crise de capacité». Ainsi, inspirée par les techniques micro-ondes, la technique émergente appelée multiplexage spatial (SDM) est une technologie prometteuse pour la création de réseaux optiques de prochaine génération. Pour réaliser le SDM dans les liens de fibres optiques, il faut réexaminer tous les dispositifs intégrés, les équipements et les sous-systèmes. Parmi ces éléments, l’amplificateur optique SDM est critique, en particulier pour les systèmes de transmission pour les longues distances. En raison des excellentes caractéristiques de l’amplificateur à fibre dopée à l’erbium (EDFA) utilisé dans les systèmes actuels de pointe, l’EDFA est à nouveau un candidat de choix pour la mise en œuvre des amplificateurs SDM pratiques. Toutefois, étant donné que le SDM introduit une variation spatiale du champ dans le plan transversal de la fibre, les amplificateurs à fibre dopée à l’erbium spatialement intégrés (SIEDFA) nécessitent une conception soignée. Dans cette thèse, nous examinons tout d’abord les progrès récents du SDM, en particulier les amplificateurs optiques SDM. Ensuite, nous identifions et discutons les principaux enjeux des SIEDFA qui exigent un examen scientifique. Suite à cela, la théorie des EDFA est brièvement présentée et une modélisation numérique pouvant être utilisée pour simuler les SIEDFA est proposée. Sur la base d’un outil de simulation fait maison, nous proposons une nouvelle conception des profils de dopage annulaire des fibres à quelques-modes dopées à l’erbium (ED-FMF) et nous évaluons numériquement la performance d’un amplificateur à un étage, avec fibre à dopage annulaire, à ainsi qu’un amplificateur à double étage pour les communications sur des fibres ne comportant que quelques modes. Par la suite, nous concevons des fibres dopées à l’erbium avec une gaine annulaire et multi-cœurs (ED-MCF). Nous avons évalué numériquement le recouvrement de la pompe avec les multiples cœurs de ces amplificateurs. En plus de la conception, nous fabriquons et caractérisons une fibre multi-cœurs à quelques modes dopées à l’erbium. Nous réalisons la première démonstration des amplificateurs à fibre optique spatialement intégrés incorporant de telles fibres dopées. Enfin, nous présentons les conclusions ainsi que les perspectives de cette recherche. La recherche et le développement des SIEDFA offriront d’énormes avantages non seulement pour les systèmes de transmission future SDM, mais aussi pour les systèmes de transmission monomode sur des fibres standards à un cœur car ils permettent de remplacer plusieurs amplificateurs par un amplificateur intégré.

Full-duplex wireless-over-fibre transmission incorporating a CWDM ring architecture with remote millimetre-wave LO delivery using a bi-directional SOA

We demonstrate the first full-duplex wireless-over-fibre transmission between a central station and a CWDM ring architecture with remote 40 GHz LO delivery using a bi-directional semiconductor optical amplifier. © 2005 Optical Society of America.

977nm抽运下掺铒碲酸盐基氧卤玻璃的光谱特性

研究了掺铒TeO2-ZnO-PbCl2碲酸盐基氧卤玻璃在977nm激光二极管抽运下的发光和上转换发光特性，结果发现除红外1．53μm^4I13.2→^4I15/2发光外(荧光半高宽高达69nm)，该玻璃还存在很强的^2H11/2→^4I15/2(527nm)，^4S3/2→^4I15/2(549nm)和^4R9/2→^4I15/2(666nm)可见上转换发光．应用Judd-Ofelt理论计算得到玻璃强度参数Ω1(t=2，4，6)分别为Ω2=5．87×10^20cm^2,Ω4=2．08×10^2-cm^2，

Spectroscopic properties and Judd-Ofelt theory analysis of Dy3+ doped oxyfluoride silicate glass

Dy3+ doped oxyfluoride silicate glass was prepared and its optical absorption, 1.3 mu m emission, and upconversion luminescence properties were studied. Furthermore, the Judd-Ofelt [Phys. Rev. 127, 750 (1962); J. Chem. Phys. 37, 511 (1962)] intensity parameters, oscillator strengths, spontaneous transition probability, fluorescence branching ratio and radiative lifetime were calculated by Judd-Ofelt theory, while stimulated emission cross section of H-6(9/2)+F-6(11/2)-> H-6(15/2) transition was calculated by McCumber theory [Phys. Rev. A. 134, 299 (1964)]. According to the obtained Judd-Ofelt intensity parameters Omega(2)=2.69x10(-20) cm(2), Omega(4)=1.64x10(-20) cm(2), and Omega(6)=1.64x10(-20) cm(2), the radiative lifetime was calculated to be 810 mu s for 1.3 mu m emission, whose full width at half maximum and sigma(e) were 115 nm and 2.21x10(-20)cm(2), respectively. In addition, near infrared to visible upconversion luminescence was observed and evaluated. The results suggest that Dy3+ doped oxyfluoride silicate glass can be used as potential host material for developing broadband optical amplifiers and laser applications.

Ultrabroad infrared luminescence from Bi-doped aluminogermanate glasses

We report ultrabroad infrared luminescence from Bi-doped aluminogermanate glasses. The infrared luminescence almost covers the whole low loss wavelength region (1200-1650 nm) of silica glass fiber when excited by a diode laser at 980 nm. The full width at half maximum (FWHM) of the luminescence is 510 nm. The luminescence peak can be divided into three Gaussian peaks, and the fluorescence lifetime of the three emissions are 297 mu s, 470 mu s and 1725 mu s, respectively. These fluorescence properties indicate that the glasses are promising material for broadband optical amplifiers. (C) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Ag~+-Li~+离子交换制作Er~(3+)/Yb~(3+)共掺磷酸盐玻璃平面光波导(英文)

制备了化学稳定的Er^3＋／Yb^3＋共掺的磷酸盐玻璃，并在其中制作了用于光放大器和激光器的平面光波导．这种磷酸盐玻璃的失重速率为4．7×10^-5g·cm^-2·hr^-1，小于Kigre公司商业化的磷酸盐玻璃QX／Er的失重速率．采用Ag^＋-Li^＋交换技术制作了平面光波导并用m-线光谱在632．8nm测量了平面光波导的有效折射率．根据反WKB法得到折射率形貌，计算了离子交换参数如：离子交换深度、表面折射率，折射率改变和扩散系数等．

Transparent Ni2+-doped silicate glass ceramics for broadband near-infrared emission

Transparent Ni2+-doped MgO-Al2O3-Ga2O3-SiO2-TiO2 glass ceramics were fabricated. The precipitated nanocrystal phase in the glass ceramics was identified by X-ray diffraction and transmission electron microscope. Broadband near-infrared emission centered at 1220 nm with full width at half maximum of about 240 nm and lifetime of about 250 mu s was observed with 980 nm excitation. The longer wavelength emission compared with Ni2+-doped MgAl2O4 crystal was attributed to the low crystal field occupied by Ni2+ in the glass ceramics. The present Ni2+-doped transparent glass ceramics may have potential applications in broadband optical amplifiers. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

碱金属和碱土金属氟化物对掺Er^3＋氟磷酸盐玻璃光谱性质的影响

研究了碱金属和碱土金属离子修饰的掺Er^3＋氟磷酸盐玻璃的光谱性质，讨论了碱金属和碱土金属对铒氟磷玻璃的吸收和发射截面、荧光半高宽，Judd-Ofelt强度参数和上转换发光强度等光谱性质的影响，并与一些传统氧化物玻璃系统进行了比较．研究表明碱金属K^＋和碱土金属Sr^2＋掺杂高的玻璃更适宜用作光放大器基质．含12mol％K^＋的氟磷玻璃展现出7．83×10^-21cm^2的高发射截面和最小的荧光上转换强度；含23mol％Sr^2＋的氟磷玻璃则有7．58×10^-21cm^2的高发射截面、65nm的荧光半高