半导体光放大器中垂直双抽运四波混频效应的理论研究

李培丽; 施伟华; 黄德修; 张新亮

doi:10.7498/aps.61.084209

摘要

建立了输入信号光偏振方向任意情况下的半导体光放大器(SOA)中垂直双抽运四波混频(FWM)效应的完整宽带理论模型. 以基于SOA的垂直双抽运FWM型全光波长转换器为例, 通过数值模拟的方法, 理论研究了输入信号光与两抽运光功率、两抽运光与信号光之间的波长失谐量和输入信号光偏振方向等工作参数对SOA的垂直双抽运FWM效应及基于SOA的垂直双抽运FWM型波长转换器特性的影响.

关键词:

A comprehensive broad-band model of orthogonal dual-pump four-wave mixing (FWM) in semiconductor optical amplifier (SOA) is presented in the case of the polarization state of the input signal being arbitrary. By performing numerical simulation and taking the all-optical wavelength conversion based on orthogonal dual-pump FWM in an SOA for example, the effects of the input light powers, frequency detuning and polarization state of the input signal on the orthogonal dual-pump FWM and the performances of wavelength conversion are theoretically investigated.

Keywords:

作者及机构信息

1.
南京邮电大学光电工程学院, 南京 210046;

2.
华中科技大学光电子工程系, 武汉 430074

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60707006)和江苏省高等学校自然科学基金(批准号: 09KJB510009)资助的课题.

Authors and contacts

1.
College of Optoelectronic Engineering, Nanjing University of Posts and Telecommunications, Nanjing 210046, China;

2.
Department of Optoelectronic Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 60707006) and the Natural Science Foundation of Institution of Higher Education of Jiangsu Province, China (Grant No. 09KJB510009).

参考文献

[1]	Wong C S, Tsang H K 2003 IEEE Photon. Technol. Lett. 15 129
[2]	Hsu D Z, Lee S L, Gong P M, Lin Y M, Lee S S W, Yuang M C 2004 IEEE Photon. Technol. Lett. 16 1903
[3]	Chow K K, Shu C, Mak M W K 2004 IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 10 1197
[4]	Hong Y, Spencer P S, Shore K A 2004 IEEE J. Quantum Electron. 40 152
[5]	Lacey J P R, Summerfied M, Madden S J 1998 J. Lightwave Technol. 16 2419
[6]	Hui Z Q, Zhang J G 2011 Acta Phys. Sin. 60 074220 (in Chinese) [惠战强, 张建国 2011 物理学报 60 074220]
[7]	Hsieh J T, Gong P M, Lee S L, Wu J 2004 IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 10 1187
[8]	Dong J J, Zhang X L, Wang Y, Huang D X 2008 Acta Phys. Sin. 57 2222 (in Chinese) [董建绩, 张新亮, 王阳, 黄德修 2008 物理学报 57 2222]
[9]	Dong J J, Zhang X L, Fu S N, Shen P, Huang D X 2007 Acta Phys. Sin. 56 2250 (in Chinese) [董建绩, 张新亮, 付松年, 沈平, 黄德修 2007 物理学报 56 2250]
[10]	Kyo I, Takaaki M, Tadashi S 1987 Appl. Phys. Lett. 51 1051
[11]	Mukai T, Saitoh T 1990 IEEE J. Quantum Electron. 26 865
[12]	Li P L, Huang D X, Zhang X L, Zhu G X 2006 Opt. Express 14 11839

施引文献

[1]	Wong C S, Tsang H K 2003 IEEE Photon. Technol. Lett. 15 129
[2]	Hsu D Z, Lee S L, Gong P M, Lin Y M, Lee S S W, Yuang M C 2004 IEEE Photon. Technol. Lett. 16 1903
[3]	Chow K K, Shu C, Mak M W K 2004 IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 10 1197
[4]	Hong Y, Spencer P S, Shore K A 2004 IEEE J. Quantum Electron. 40 152
[5]	Lacey J P R, Summerfied M, Madden S J 1998 J. Lightwave Technol. 16 2419
[6]	Hui Z Q, Zhang J G 2011 Acta Phys. Sin. 60 074220 (in Chinese) [惠战强, 张建国 2011 物理学报 60 074220]
[7]	Hsieh J T, Gong P M, Lee S L, Wu J 2004 IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 10 1187
[8]	Dong J J, Zhang X L, Wang Y, Huang D X 2008 Acta Phys. Sin. 57 2222 (in Chinese) [董建绩, 张新亮, 王阳, 黄德修 2008 物理学报 57 2222]
[9]	Dong J J, Zhang X L, Fu S N, Shen P, Huang D X 2007 Acta Phys. Sin. 56 2250 (in Chinese) [董建绩, 张新亮, 付松年, 沈平, 黄德修 2007 物理学报 56 2250]
[10]	Kyo I, Takaaki M, Tadashi S 1987 Appl. Phys. Lett. 51 1051
[11]	Mukai T, Saitoh T 1990 IEEE J. Quantum Electron. 26 865
[12]	Li P L, Huang D X, Zhang X L, Zhu G X 2006 Opt. Express 14 11839

[1]	方捻, 钱若兰, 王帅. 基于偏振动力学的全光储备池计算系统. 物理学报, 2023, 72(21): 214205. doi: 10.7498/aps.72.20230722
[2]	孙凡, 文峰, 武保剑, Tan Ming-Ming, 凌云, 邱昆. 基于双向正交泵浦半导体光放大器结构的全光相位保持幅度再生技术. 物理学报, 2022, 71(20): 204204. doi: 10.7498/aps.71.20220703
[3]	刘勇波, 菅永军. 具有聚电解质层圆柱形纳米通道中的电动能量转换效率. 物理学报, 2016, 65(8): 084704. doi: 10.7498/aps.65.084704
[4]	江镭, 李璞, 张建忠, 孙媛媛, 胡兵, 王云才. 基于太赫兹光非对称解复用器结构的低开关能量、高线性度全光采样门实验研究. 物理学报, 2015, 64(15): 154213. doi: 10.7498/aps.64.154213
[5]	高松, 盛新志, 冯震, 吴重庆, 董宏辉. 基于半导体光放大器中非线性偏振旋转效应单一光缓存环全光时隙交换处理能力研究. 物理学报, 2014, 63(8): 084205. doi: 10.7498/aps.63.084205
[6]	姜曼, 肖虎, 周朴, 王小林, 刘泽金. 高功率、低量子亏损同带抽运掺镱光纤放大器. 物理学报, 2013, 62(4): 044210. doi: 10.7498/aps.62.044210
[7]	方昕, 沈文忠. 多晶硅中的氧碳行为及其对太阳电池转换效率的影响. 物理学报, 2011, 60(8): 088801. doi: 10.7498/aps.60.088801
[8]	曹卫军, 成春芝, 周效信. 原子在双色组合场中产生高次谐波的转换效率与激光波长的关系. 物理学报, 2011, 60(5): 054210. doi: 10.7498/aps.60.054210
[9]	周城, 高艳侠, 王培吉, 张仲, 李萍. 负折射率材料中二次谐波转换效率的理论分析. 物理学报, 2009, 58(2): 914-918. doi: 10.7498/aps.58.914
[10]	周俐娜, 张新亮, 徐恩明, 黄德修. 基于半导体光放大器的一阶IIR微波光子学滤波器及其品质因素分析. 物理学报, 2009, 58(2): 1036-1041. doi: 10.7498/aps.58.1036
[11]	李培丽, 黄德修, 张新亮. 基于PolSK调制的四波混频型超快全光译码器. 物理学报, 2009, 58(3): 1785-1792. doi: 10.7498/aps.58.1785
[12]	李达, 张新亮, 黄德修. 基于折叠式超快非线性干涉仪的全光码型转换理论和实验研究. 物理学报, 2007, 56(4): 2223-2228. doi: 10.7498/aps.56.2223
[13]	董建绩, 张新亮, 付松年, 沈平, 黄德修. 基于半导体光放大器瞬态交叉相位调制效应的高速反相和同相波长转换的研究. 物理学报, 2007, 56(4): 2250-2255. doi: 10.7498/aps.56.2250
[14]	缪庆元, 黄德修, 张新亮, 余永林, 洪伟. 集成双波导半导体光放大器光开关实现波长转换的理论研究. 物理学报, 2007, 56(2): 902-907. doi: 10.7498/aps.56.902
[15]	王健, 孙军强, 郭永娟, 李婧, 孙琪真. 新型双环腔结构可调谐全光波长转换器的实验研究. 物理学报, 2007, 56(6): 3251-3254. doi: 10.7498/aps.56.3251
[16]	张新亮, 董建绩, 王颖, 黄德修. 新型全光逻辑与门的理论和实验研究. 物理学报, 2005, 54(5): 2066-2071. doi: 10.7498/aps.54.2066
[17]	董建绩, 张新亮, 黄德修. SOA动态增益特性的理论和实验研究. 物理学报, 2005, 54(2): 763-767. doi: 10.7498/aps.54.763
[18]	马宏, 陈四海, 金锦炎, 易新建, 朱光喜. 1.55μm AlGaInAs-InP偏振无关半导体光放大器及其温度特性研究. 物理学报, 2004, 53(6): 1868-1872. doi: 10.7498/aps.53.1868
[19]	吴建伟, 夏光琼, 吴正茂. 基于半导体光放大器和非线性光纤环镜的光脉冲压缩器的设计模型和理论分析. 物理学报, 2004, 53(4): 1105-1109. doi: 10.7498/aps.53.1105
[20]	徐帆, 张新亮, 黄德修. 新型结构可调谐全光波长转换器的理论与实验研究. 物理学报, 2004, 53(7): 2165-2169. doi: 10.7498/aps.53.2165

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