Abstract

A compact device with a two-level transfer function (TF) implemented with two semiconductor optical amplifier (SOA)-based stages is proposed and characterized. Each stage exploits nonlinear polarization rotation and self-phase modulation. The obtained improved TF with very flat top and bottom levels makes the scheme suitable for working as a reshaper in all-optical regeneration. The effectiveness of the device is verified in regenerating both nonreturn-to-zero (NRZ) and return-to-zero (RZ) data signals up to 40Gb/s. Bit error rate measurements demonstrate increased threshold margin and extinction ratio improvement.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. J. Blumenthal, J. E. Bowers, L. Rau, H-F. Chou, S. Rangarajan, W. Wang, and H. N. Poulsen, IEEE Commun. Mag. 41(2), S23 (2003).
    [CrossRef]
  2. K. Ikeda, J. M. Abdul, H. Tobioka, T. Inoue, S. Namiki, and K. Kitayama, IEEE J. Lightwave Technol. 24, 2618 (2006).
    [CrossRef]
  3. Z. Zheng and A. M. Weiner, in Optical Fiber Conference (Optical Society of America, 2000), paper ThW2.
  4. T. Kurosu, K. Tanizawa, S. Namiki, R. Akimoto, H. Kuwatsuka, T. Hasama, H. Ishikawa, T. Nakatogawa, K. Oyamada, Y. Tanaka, S. Ide, H. Onaka, and T. Asami, IEEE J. Lightwave Technol. 31, 594 (2013).
    [CrossRef]
  5. R. Bonk, P. Vorreau, D. Hillerkuss, W. Freude, G. Zarris, D. Simeonidou, F. Parmigiani, P. Petropoulos, R. Weerasuriya, S. Ibrahim, A. D. Ellis, D. Klonidis, I. Tomkos, and J. Leuthold, J. Opt. Commun. Netw. 3, 206 (2011).
    [CrossRef]
  6. G. P. Agrawal, Applications of Nonlinear Fiber Optics, 2nd ed. (Academic, 2008).
  7. P. P. Baveja, D. N. Maywar, A. M. Kaplan, and G. P. Agrawal, Opt. Lett. 35, 294 (2010).
    [CrossRef]
  8. B. Mikkelsen, S. L. Danielsen, C. Joergensen, R. J. S. Pedersen, H. N. Poulsen, and K. E. Stubkjaer, Electron. Lett. 32, 566 (1996).
    [CrossRef]
  9. G. Contestabile, M. Presi, R. Proietti, and E. Ciaramella, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 1133 (2008).
    [CrossRef]
  10. J. S. Dorren, D. Lenstra, Y. Liu, M. T. Hill, and G.-D. Khoe, IEEE J. Quantum Electron. 39, 141 (2003).
    [CrossRef]
  11. M. L. Nielsen, B.-E. Olsson, and D. J. Blumenthal, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 245 (2002).
    [CrossRef]
  12. R. J. Manning, X. Yang, R. P. Webb, R. Giller, F. C. G. Gunning, and A. D. Ellis, in Optical Fiber Conference (Optical Society of America, 2006), paper OWS8.
  13. M. M. Ragheb, H. H. El-Refaei, D. Khalil, and O. A. Oma, IEEE J. Lightwave Technol. 25, 2531 (2007).
    [CrossRef]

2013 (1)

T. Kurosu, K. Tanizawa, S. Namiki, R. Akimoto, H. Kuwatsuka, T. Hasama, H. Ishikawa, T. Nakatogawa, K. Oyamada, Y. Tanaka, S. Ide, H. Onaka, and T. Asami, IEEE J. Lightwave Technol. 31, 594 (2013).
[CrossRef]

2011 (1)

2010 (1)

2008 (1)

G. Contestabile, M. Presi, R. Proietti, and E. Ciaramella, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 1133 (2008).
[CrossRef]

2007 (1)

M. M. Ragheb, H. H. El-Refaei, D. Khalil, and O. A. Oma, IEEE J. Lightwave Technol. 25, 2531 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

K. Ikeda, J. M. Abdul, H. Tobioka, T. Inoue, S. Namiki, and K. Kitayama, IEEE J. Lightwave Technol. 24, 2618 (2006).
[CrossRef]

2003 (2)

D. J. Blumenthal, J. E. Bowers, L. Rau, H-F. Chou, S. Rangarajan, W. Wang, and H. N. Poulsen, IEEE Commun. Mag. 41(2), S23 (2003).
[CrossRef]

J. S. Dorren, D. Lenstra, Y. Liu, M. T. Hill, and G.-D. Khoe, IEEE J. Quantum Electron. 39, 141 (2003).
[CrossRef]

2002 (1)

M. L. Nielsen, B.-E. Olsson, and D. J. Blumenthal, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 245 (2002).
[CrossRef]

1996 (1)

B. Mikkelsen, S. L. Danielsen, C. Joergensen, R. J. S. Pedersen, H. N. Poulsen, and K. E. Stubkjaer, Electron. Lett. 32, 566 (1996).
[CrossRef]

Abdul, J. M.

K. Ikeda, J. M. Abdul, H. Tobioka, T. Inoue, S. Namiki, and K. Kitayama, IEEE J. Lightwave Technol. 24, 2618 (2006).
[CrossRef]

Agrawal, G. P.

P. P. Baveja, D. N. Maywar, A. M. Kaplan, and G. P. Agrawal, Opt. Lett. 35, 294 (2010).
[CrossRef]

G. P. Agrawal, Applications of Nonlinear Fiber Optics, 2nd ed. (Academic, 2008).

Akimoto, R.

T. Kurosu, K. Tanizawa, S. Namiki, R. Akimoto, H. Kuwatsuka, T. Hasama, H. Ishikawa, T. Nakatogawa, K. Oyamada, Y. Tanaka, S. Ide, H. Onaka, and T. Asami, IEEE J. Lightwave Technol. 31, 594 (2013).
[CrossRef]

Asami, T.

T. Kurosu, K. Tanizawa, S. Namiki, R. Akimoto, H. Kuwatsuka, T. Hasama, H. Ishikawa, T. Nakatogawa, K. Oyamada, Y. Tanaka, S. Ide, H. Onaka, and T. Asami, IEEE J. Lightwave Technol. 31, 594 (2013).
[CrossRef]

Baveja, P. P.

Blumenthal, D. J.

D. J. Blumenthal, J. E. Bowers, L. Rau, H-F. Chou, S. Rangarajan, W. Wang, and H. N. Poulsen, IEEE Commun. Mag. 41(2), S23 (2003).
[CrossRef]

M. L. Nielsen, B.-E. Olsson, and D. J. Blumenthal, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 245 (2002).
[CrossRef]

Bonk, R.

Bowers, J. E.

D. J. Blumenthal, J. E. Bowers, L. Rau, H-F. Chou, S. Rangarajan, W. Wang, and H. N. Poulsen, IEEE Commun. Mag. 41(2), S23 (2003).
[CrossRef]

Chou, H-F.

D. J. Blumenthal, J. E. Bowers, L. Rau, H-F. Chou, S. Rangarajan, W. Wang, and H. N. Poulsen, IEEE Commun. Mag. 41(2), S23 (2003).
[CrossRef]

Ciaramella, E.

G. Contestabile, M. Presi, R. Proietti, and E. Ciaramella, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 1133 (2008).
[CrossRef]

Contestabile, G.

G. Contestabile, M. Presi, R. Proietti, and E. Ciaramella, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 1133 (2008).
[CrossRef]

Danielsen, S. L.

B. Mikkelsen, S. L. Danielsen, C. Joergensen, R. J. S. Pedersen, H. N. Poulsen, and K. E. Stubkjaer, Electron. Lett. 32, 566 (1996).
[CrossRef]

Dorren, J. S.

J. S. Dorren, D. Lenstra, Y. Liu, M. T. Hill, and G.-D. Khoe, IEEE J. Quantum Electron. 39, 141 (2003).
[CrossRef]

Ellis, A. D.

R. Bonk, P. Vorreau, D. Hillerkuss, W. Freude, G. Zarris, D. Simeonidou, F. Parmigiani, P. Petropoulos, R. Weerasuriya, S. Ibrahim, A. D. Ellis, D. Klonidis, I. Tomkos, and J. Leuthold, J. Opt. Commun. Netw. 3, 206 (2011).
[CrossRef]

R. J. Manning, X. Yang, R. P. Webb, R. Giller, F. C. G. Gunning, and A. D. Ellis, in Optical Fiber Conference (Optical Society of America, 2006), paper OWS8.

El-Refaei, H. H.

M. M. Ragheb, H. H. El-Refaei, D. Khalil, and O. A. Oma, IEEE J. Lightwave Technol. 25, 2531 (2007).
[CrossRef]

Freude, W.

Giller, R.

R. J. Manning, X. Yang, R. P. Webb, R. Giller, F. C. G. Gunning, and A. D. Ellis, in Optical Fiber Conference (Optical Society of America, 2006), paper OWS8.

Gunning, F. C. G.

R. J. Manning, X. Yang, R. P. Webb, R. Giller, F. C. G. Gunning, and A. D. Ellis, in Optical Fiber Conference (Optical Society of America, 2006), paper OWS8.

Hasama, T.

T. Kurosu, K. Tanizawa, S. Namiki, R. Akimoto, H. Kuwatsuka, T. Hasama, H. Ishikawa, T. Nakatogawa, K. Oyamada, Y. Tanaka, S. Ide, H. Onaka, and T. Asami, IEEE J. Lightwave Technol. 31, 594 (2013).
[CrossRef]

Hill, M. T.

J. S. Dorren, D. Lenstra, Y. Liu, M. T. Hill, and G.-D. Khoe, IEEE J. Quantum Electron. 39, 141 (2003).
[CrossRef]

Hillerkuss, D.

Ibrahim, S.

Ide, S.

T. Kurosu, K. Tanizawa, S. Namiki, R. Akimoto, H. Kuwatsuka, T. Hasama, H. Ishikawa, T. Nakatogawa, K. Oyamada, Y. Tanaka, S. Ide, H. Onaka, and T. Asami, IEEE J. Lightwave Technol. 31, 594 (2013).
[CrossRef]

Ikeda, K.

K. Ikeda, J. M. Abdul, H. Tobioka, T. Inoue, S. Namiki, and K. Kitayama, IEEE J. Lightwave Technol. 24, 2618 (2006).
[CrossRef]

Inoue, T.

K. Ikeda, J. M. Abdul, H. Tobioka, T. Inoue, S. Namiki, and K. Kitayama, IEEE J. Lightwave Technol. 24, 2618 (2006).
[CrossRef]

Ishikawa, H.

T. Kurosu, K. Tanizawa, S. Namiki, R. Akimoto, H. Kuwatsuka, T. Hasama, H. Ishikawa, T. Nakatogawa, K. Oyamada, Y. Tanaka, S. Ide, H. Onaka, and T. Asami, IEEE J. Lightwave Technol. 31, 594 (2013).
[CrossRef]

Joergensen, C.

B. Mikkelsen, S. L. Danielsen, C. Joergensen, R. J. S. Pedersen, H. N. Poulsen, and K. E. Stubkjaer, Electron. Lett. 32, 566 (1996).
[CrossRef]

Kaplan, A. M.

Khalil, D.

M. M. Ragheb, H. H. El-Refaei, D. Khalil, and O. A. Oma, IEEE J. Lightwave Technol. 25, 2531 (2007).
[CrossRef]

Khoe, G.-D.

J. S. Dorren, D. Lenstra, Y. Liu, M. T. Hill, and G.-D. Khoe, IEEE J. Quantum Electron. 39, 141 (2003).
[CrossRef]

Kitayama, K.

K. Ikeda, J. M. Abdul, H. Tobioka, T. Inoue, S. Namiki, and K. Kitayama, IEEE J. Lightwave Technol. 24, 2618 (2006).
[CrossRef]

Klonidis, D.

Kurosu, T.

T. Kurosu, K. Tanizawa, S. Namiki, R. Akimoto, H. Kuwatsuka, T. Hasama, H. Ishikawa, T. Nakatogawa, K. Oyamada, Y. Tanaka, S. Ide, H. Onaka, and T. Asami, IEEE J. Lightwave Technol. 31, 594 (2013).
[CrossRef]

Kuwatsuka, H.

T. Kurosu, K. Tanizawa, S. Namiki, R. Akimoto, H. Kuwatsuka, T. Hasama, H. Ishikawa, T. Nakatogawa, K. Oyamada, Y. Tanaka, S. Ide, H. Onaka, and T. Asami, IEEE J. Lightwave Technol. 31, 594 (2013).
[CrossRef]

Lenstra, D.

J. S. Dorren, D. Lenstra, Y. Liu, M. T. Hill, and G.-D. Khoe, IEEE J. Quantum Electron. 39, 141 (2003).
[CrossRef]

Leuthold, J.

Liu, Y.

J. S. Dorren, D. Lenstra, Y. Liu, M. T. Hill, and G.-D. Khoe, IEEE J. Quantum Electron. 39, 141 (2003).
[CrossRef]

Manning, R. J.

R. J. Manning, X. Yang, R. P. Webb, R. Giller, F. C. G. Gunning, and A. D. Ellis, in Optical Fiber Conference (Optical Society of America, 2006), paper OWS8.

Maywar, D. N.

Mikkelsen, B.

B. Mikkelsen, S. L. Danielsen, C. Joergensen, R. J. S. Pedersen, H. N. Poulsen, and K. E. Stubkjaer, Electron. Lett. 32, 566 (1996).
[CrossRef]

Nakatogawa, T.

T. Kurosu, K. Tanizawa, S. Namiki, R. Akimoto, H. Kuwatsuka, T. Hasama, H. Ishikawa, T. Nakatogawa, K. Oyamada, Y. Tanaka, S. Ide, H. Onaka, and T. Asami, IEEE J. Lightwave Technol. 31, 594 (2013).
[CrossRef]

Namiki, S.

T. Kurosu, K. Tanizawa, S. Namiki, R. Akimoto, H. Kuwatsuka, T. Hasama, H. Ishikawa, T. Nakatogawa, K. Oyamada, Y. Tanaka, S. Ide, H. Onaka, and T. Asami, IEEE J. Lightwave Technol. 31, 594 (2013).
[CrossRef]

K. Ikeda, J. M. Abdul, H. Tobioka, T. Inoue, S. Namiki, and K. Kitayama, IEEE J. Lightwave Technol. 24, 2618 (2006).
[CrossRef]

Nielsen, M. L.

M. L. Nielsen, B.-E. Olsson, and D. J. Blumenthal, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 245 (2002).
[CrossRef]

Olsson, B.-E.

M. L. Nielsen, B.-E. Olsson, and D. J. Blumenthal, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 245 (2002).
[CrossRef]

Oma, O. A.

M. M. Ragheb, H. H. El-Refaei, D. Khalil, and O. A. Oma, IEEE J. Lightwave Technol. 25, 2531 (2007).
[CrossRef]

Onaka, H.

T. Kurosu, K. Tanizawa, S. Namiki, R. Akimoto, H. Kuwatsuka, T. Hasama, H. Ishikawa, T. Nakatogawa, K. Oyamada, Y. Tanaka, S. Ide, H. Onaka, and T. Asami, IEEE J. Lightwave Technol. 31, 594 (2013).
[CrossRef]

Oyamada, K.

T. Kurosu, K. Tanizawa, S. Namiki, R. Akimoto, H. Kuwatsuka, T. Hasama, H. Ishikawa, T. Nakatogawa, K. Oyamada, Y. Tanaka, S. Ide, H. Onaka, and T. Asami, IEEE J. Lightwave Technol. 31, 594 (2013).
[CrossRef]

Parmigiani, F.

Pedersen, R. J. S.

B. Mikkelsen, S. L. Danielsen, C. Joergensen, R. J. S. Pedersen, H. N. Poulsen, and K. E. Stubkjaer, Electron. Lett. 32, 566 (1996).
[CrossRef]

Petropoulos, P.

Poulsen, H. N.

D. J. Blumenthal, J. E. Bowers, L. Rau, H-F. Chou, S. Rangarajan, W. Wang, and H. N. Poulsen, IEEE Commun. Mag. 41(2), S23 (2003).
[CrossRef]

B. Mikkelsen, S. L. Danielsen, C. Joergensen, R. J. S. Pedersen, H. N. Poulsen, and K. E. Stubkjaer, Electron. Lett. 32, 566 (1996).
[CrossRef]

Presi, M.

G. Contestabile, M. Presi, R. Proietti, and E. Ciaramella, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 1133 (2008).
[CrossRef]

Proietti, R.

G. Contestabile, M. Presi, R. Proietti, and E. Ciaramella, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 1133 (2008).
[CrossRef]

Ragheb, M. M.

M. M. Ragheb, H. H. El-Refaei, D. Khalil, and O. A. Oma, IEEE J. Lightwave Technol. 25, 2531 (2007).
[CrossRef]

Rangarajan, S.

D. J. Blumenthal, J. E. Bowers, L. Rau, H-F. Chou, S. Rangarajan, W. Wang, and H. N. Poulsen, IEEE Commun. Mag. 41(2), S23 (2003).
[CrossRef]

Rau, L.

D. J. Blumenthal, J. E. Bowers, L. Rau, H-F. Chou, S. Rangarajan, W. Wang, and H. N. Poulsen, IEEE Commun. Mag. 41(2), S23 (2003).
[CrossRef]

Simeonidou, D.

Stubkjaer, K. E.

B. Mikkelsen, S. L. Danielsen, C. Joergensen, R. J. S. Pedersen, H. N. Poulsen, and K. E. Stubkjaer, Electron. Lett. 32, 566 (1996).
[CrossRef]

Tanaka, Y.

T. Kurosu, K. Tanizawa, S. Namiki, R. Akimoto, H. Kuwatsuka, T. Hasama, H. Ishikawa, T. Nakatogawa, K. Oyamada, Y. Tanaka, S. Ide, H. Onaka, and T. Asami, IEEE J. Lightwave Technol. 31, 594 (2013).
[CrossRef]

Tanizawa, K.

T. Kurosu, K. Tanizawa, S. Namiki, R. Akimoto, H. Kuwatsuka, T. Hasama, H. Ishikawa, T. Nakatogawa, K. Oyamada, Y. Tanaka, S. Ide, H. Onaka, and T. Asami, IEEE J. Lightwave Technol. 31, 594 (2013).
[CrossRef]

Tobioka, H.

K. Ikeda, J. M. Abdul, H. Tobioka, T. Inoue, S. Namiki, and K. Kitayama, IEEE J. Lightwave Technol. 24, 2618 (2006).
[CrossRef]

Tomkos, I.

Vorreau, P.

Wang, W.

D. J. Blumenthal, J. E. Bowers, L. Rau, H-F. Chou, S. Rangarajan, W. Wang, and H. N. Poulsen, IEEE Commun. Mag. 41(2), S23 (2003).
[CrossRef]

Webb, R. P.

R. J. Manning, X. Yang, R. P. Webb, R. Giller, F. C. G. Gunning, and A. D. Ellis, in Optical Fiber Conference (Optical Society of America, 2006), paper OWS8.

Weerasuriya, R.

Weiner, A. M.

Z. Zheng and A. M. Weiner, in Optical Fiber Conference (Optical Society of America, 2000), paper ThW2.

Yang, X.

R. J. Manning, X. Yang, R. P. Webb, R. Giller, F. C. G. Gunning, and A. D. Ellis, in Optical Fiber Conference (Optical Society of America, 2006), paper OWS8.

Zarris, G.

Zheng, Z.

Z. Zheng and A. M. Weiner, in Optical Fiber Conference (Optical Society of America, 2000), paper ThW2.

Electron. Lett. (1)

B. Mikkelsen, S. L. Danielsen, C. Joergensen, R. J. S. Pedersen, H. N. Poulsen, and K. E. Stubkjaer, Electron. Lett. 32, 566 (1996).
[CrossRef]

IEEE Commun. Mag. (1)

D. J. Blumenthal, J. E. Bowers, L. Rau, H-F. Chou, S. Rangarajan, W. Wang, and H. N. Poulsen, IEEE Commun. Mag. 41(2), S23 (2003).
[CrossRef]

IEEE J. Lightwave Technol. (3)

K. Ikeda, J. M. Abdul, H. Tobioka, T. Inoue, S. Namiki, and K. Kitayama, IEEE J. Lightwave Technol. 24, 2618 (2006).
[CrossRef]

M. M. Ragheb, H. H. El-Refaei, D. Khalil, and O. A. Oma, IEEE J. Lightwave Technol. 25, 2531 (2007).
[CrossRef]

T. Kurosu, K. Tanizawa, S. Namiki, R. Akimoto, H. Kuwatsuka, T. Hasama, H. Ishikawa, T. Nakatogawa, K. Oyamada, Y. Tanaka, S. Ide, H. Onaka, and T. Asami, IEEE J. Lightwave Technol. 31, 594 (2013).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

J. S. Dorren, D. Lenstra, Y. Liu, M. T. Hill, and G.-D. Khoe, IEEE J. Quantum Electron. 39, 141 (2003).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (2)

M. L. Nielsen, B.-E. Olsson, and D. J. Blumenthal, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 245 (2002).
[CrossRef]

G. Contestabile, M. Presi, R. Proietti, and E. Ciaramella, IEEE Photon. Technol. Lett. 20, 1133 (2008).
[CrossRef]

J. Opt. Commun. Netw. (1)

Opt. Lett. (1)

Other (3)

Z. Zheng and A. M. Weiner, in Optical Fiber Conference (Optical Society of America, 2000), paper ThW2.

R. J. Manning, X. Yang, R. P. Webb, R. Giller, F. C. G. Gunning, and A. D. Ellis, in Optical Fiber Conference (Optical Society of America, 2006), paper OWS8.

G. P. Agrawal, Applications of Nonlinear Fiber Optics, 2nd ed. (Academic, 2008).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

Building up of the two-level TF.

Fig. 2.
Fig. 2.

Experimental setup. EDFA, erbium-doped fiber amplifier; BPF, bandpass filter; VOA, variable optical attenuator; PC, polarization controller; POL, polarizer; CW, continuous wave.

Fig. 3.
Fig. 3.

Measured two-level TF (two cascaded stages).

Fig. 4.
Fig. 4.

BER measurements on 10Gb/s NRZ OOK signals with an intentionally introduced high floor and corresponding input and output eye diagrams for OSNR of 17, 20.9, and 23.4 dB.

Fig. 5.
Fig. 5.

BER measurements on (a) 10, (b) 20, (c) 30, and (d-left) 40Gb/s NRZ OOK signals and corresponding input and output eye diagrams for different OSNRs. 40Gb/s measurements are also taken on an RZ OOK signal (d-center and right).

Metrics