光纖在線特邀編輯：邵宇豐，龍穎，胡欽政，王壯，楊杰
    2019年8月出版的PTL主要刊登了以下一些方向的文章，包括：有源器件、無源器件和波導、光學傳感器和測量系統(tǒng)、自由空間傳輸系統(tǒng)、光纖網(wǎng)絡與傳輸系統(tǒng)等，筆者將逐一評析。
1. 有源器件
日本東京大學的Mohiyuddin Kazi等研究人員使用了壓縮應變的InGaAsp/InGaAsp多量子阱（MQW）在偏移量子阱（OQW）平臺上研究了一種基于InP的單片集成斯托克斯矢量調制器（SVM），如圖1所示。研究人員通過調整施加到相位調制器的電壓，以實現(xiàn)在輸出端產(chǎn)生任意偏振狀態(tài)（SOP）。他們還采用單金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）再生工藝將一對無源偏振轉換器（PCS）和有源MQW偏振相關相位調制器（PD-PM）集成在一起。該調制器的所有組件都在偏移量子阱（OQW）平臺上進行串聯(lián)，并且該器件具有相對簡單的制作工藝和標準的脊波導結構，這就使得它可以很容易地與光子集成電路（PIC）中的其它主動或被動組件集成[1]。

圖1 基于單片OQW的SV調制器

2. 無源器件和波導
日本立命館大學的Koichi Takiguchi等研究人員研究了一種可調諧集成光學正交頻分復用（OFDM）解復用器；它可以用于解調具有不同數(shù)量子載波信道的OFDM信號，系統(tǒng)原理如圖2所示。該解復用器由可調諧耦合器、延遲線陣列、片狀星耦合器型光學離散傅里葉變換（DFT）電路和光柵組成，能夠實現(xiàn)基于光學DFT的各類光OFDM信號的可調諧解復用。他們首次實現(xiàn)了解復用器對可變數(shù)目的OFDM子載波進行解復用的實驗，并通過測量210到1010 Gbit/s光OFDM信號的所有解復用子載波的誤碼率（BER）來驗證了該器件的工作可行性，實驗裝置如圖3所示。結果表明：與傳統(tǒng)解復用器相比，該器件通過使用集成光學組件保證了工作穩(wěn)定性[2]。

圖2 可調光OFDM解復用器

圖3 實驗裝置

3. 光學傳感器和測量系統(tǒng)
意大利坎帕尼亞大學的A. Coscetta等研究人員探索了一種提高暗脈沖布里淵光時域分析（BOTDA）傳感器精度的有效方案。他們通過對受激布里淵散射過程在頻域建模，證明了對原始數(shù)據(jù)應用高通濾波器可以去除與泵浦背景相關的衰減，同時還能降低信噪比（SNR）。他們通過數(shù)值分析和在20cm空間分辨率條件下進行的實驗驗證了有效性，實驗裝置如圖4所示。研究結果表明，與基于迭代步驟中的失真項計算方法相比，該方法更加快速且不需要任何積分計算過程；同時該方法不受扭曲過程影響，對傳感器范圍限制的敏感性也較小；但它要求每個頻率都需要進行兩次測量，從而導致測量時間加倍，并且還會產(chǎn)生具有尖銳下降沿的低抖動光脈沖[3]。

圖4 實驗裝置

4. 自由空間傳輸系統(tǒng)
韓國蔚山大學的Manh Le Tran等研究人員研究了一種新的比特-符號映射，可用于可見光通信（VLC）系統(tǒng)中的廣義空間調制（GSM），系統(tǒng)模型如圖5所示。該映射方法首先根據(jù)歐幾里德距離（ED）對GSM符號進行分類，然后迭代地將每個GSM符號分配給滿足格雷碼的相應比特序列。他們還提供了一種窮舉排序方法和一種降低復雜度的排序方法，可用于獲得有效的映射算法。仿真結果表明，基于ED的映射算法在GSM MIMO-VLC系統(tǒng)中優(yōu)于傳統(tǒng)映射算法[4]。

圖5 GSM系統(tǒng)模型

5. 光纖網(wǎng)絡與傳輸系統(tǒng)
德國華為技術杜塞爾多夫有限公司的Fabio Pittalà等研究人員在未放大的40km標準單模光纖（SSMF）鏈路上以11dB的損耗功率代價成功演示了1577nm的400Gbit/s DP-16QAM傳輸過程，實驗裝置如圖6所示。商用高帶寬相干驅動調制器（HB-CDM）和高帶寬微集成相干接收器（HB-μICR）是專門為C波段設計的，它們與兩個可封裝、熱調諧的低成本L波段激光源結合使用。他們還借助于無存儲器的單采樣符號非線性離線數(shù)字信號處理（DSP）過程，對驅動器和調制器的非線性傳輸曲線進行了校正，保證發(fā)射機的光功率最大化，這對于無放大光纖鏈路的應用至關重要。此外，多級載波恢復過程能實現(xiàn)穩(wěn)定的系統(tǒng)性能，但所使用的相干激光源具有較大相位噪聲。該相干激光源是基于電吸收調制激光器模塊（EML）實現(xiàn)，并專為價格敏感的無源光網(wǎng)絡（PON）應用而設計[5]。

圖6 采用集成小尺寸光學元件和離線DSP處理的400Gbit/s 光纖通信裝置

參考文獻
[1] Mohiyuddin Kazi; Samir Ghosh; Masakazu Sugiyama; et al. Offset-Quantum-Well-Based Integrated Stokes Vector Modulator on InP [J]. IEEE Photonics Technology Letters, 2019, 31(15): 1233 - 1236. 
[2] Koichi Takiguchi; Yukihiro Ikeyama. Tunable Optical OFDM Demultiplexer Utilizing Slab Star Coupler-Based Optical DFT Circuit [J]. IEEE Photonics Technology Letters, 2019, 31(16): 1327 - 1330.
[3] A. Coscetta; E. Catalano; E. Cerri; L. Zeni; et al. High-Pass Filtering for Accuracy Enhancement in Dark-Pulse Brillouin Optical Time Domain Analysis [J]. IEEE Photonics Technology Letters, 2019, 31(15): 1213 - 1216.
[4] Manh Le Tran; Sunghwan Kim. Novel Bit Mapping for Generalized Spatial Modulation in VLC Systems [J]. IEEE Photonics Technology Letters, 2019, 31(15): 1257 - 1260.
[5] Fabio Pittalà; Ivan N. Cano; Christian Bluemm; et al. 400-Gbit/s DP-16-QAM Transmission Over 40-km Unamplified SSMF With Low-Cost PON Lasers [J]. IEEE Photonics Technology Letters, 2019, 31(15): 1229 - 1232.