光纖在線特邀編輯：邵宇豐，王安蓉，龍穎，胡欽政，王壯，楊杰
    2019年11月出版的JLT主要刊登了以下一些方向的文章，包括：光濾波系統(tǒng)，調(diào)制技術(shù)，光網(wǎng)絡(luò)，傳感技術(shù)以及光纖制備技術(shù)等。筆者將逐一評析。
1. 光濾波系統(tǒng)
    光學(xué)頻率梳（OFC）處理的頻譜由一系列緊密分布的光譜（分布在數(shù)十到數(shù)百納米之間）組成；受激布里淵散射（SBS）可以用于濾除OFC譜中的單模譜，并具有較好的放大性能。但是SBS過濾過程的穩(wěn)定性較差，因此該技術(shù)暫時還不能在高精度實驗中得以較好應(yīng)用。為增強濾波模式（相對于原始模式）的相對穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，埃及吉薩國家標(biāo)準(zhǔn)研究所的科研人員Osama Terra設(shè)計了一種鎖相系統(tǒng)（如圖1所示）；采用該系統(tǒng)，兩種模式之間的相對穩(wěn)定性可以達到10-17，相對精度達到3.6×10-19[1]。


圖1 單模濾波系統(tǒng)

2. 調(diào)制技術(shù)
    正交頻分復(fù)用偏移正交幅度調(diào)制（OFDM/OQAM）降低了從復(fù)數(shù)域到實數(shù)域的正交條件；可以通過去除插入在連續(xù)光OFDM信號之間的循環(huán)前綴（CP）來消除由色散（CD）和偏振模色散（PMD）引起的碼間串?dāng)_（ISI）負面影響，從而提高系統(tǒng)的頻譜效率。除此之外，還可使用具有時頻定位（TFL）特性的濾波器組來消除ISI和載波間干擾（ICI）。北京電子科技學(xué)院的Xi Fang等科研人員研究發(fā)現(xiàn)，信道估計的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)傳輸性能在很大程度上取決于光學(xué)OFDM/OQAM的濾波器組的TFL特性�？蒲腥藛T分別從能量集中度、正交基和各向同性等方面對濾波器組（包含高斯濾波器、擴展高斯函數(shù)（EGF）濾波器以及各向同性正交傳輸算法（IOTA）濾波器）的TFL特性進行了比較。研究結(jié)果表明，IOTA濾波器顯著降低了信道估計復(fù)雜度[2]。

圖2 CO-OFDM / OQAM系統(tǒng)；S/P：串行到并行轉(zhuǎn)換；P/S：并行到串行轉(zhuǎn)換；
IFFT：快速傅里葉逆變換；FFT：快速傅立葉變換；D/A：數(shù)模轉(zhuǎn)換；A/D：模數(shù)轉(zhuǎn)換；LO：本地振蕩器；MZM：馬赫曾德爾調(diào)制器；PD：光電探測器

3. 光網(wǎng)絡(luò)
    隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對于通信容量以及信息服務(wù)的多樣化要求越來越高，提高光傳輸網(wǎng)絡(luò)的效率和靈活性顯得尤為重要。光學(xué)物理層的快速重構(gòu)（例如更改節(jié)點體系結(jié)構(gòu)或物理網(wǎng)絡(luò)拓撲）對外部環(huán)境具有更好的適應(yīng)性。日本國家先進工業(yè)科學(xué)技術(shù)研究院的Kiyo Ishii等科研人員設(shè)計了一種新型的拓撲描述方案以支持光功能塊粒度下的光物理層資源管理�；�于該方案科研人員對名為PathFinder的路徑計算引擎進行了重新設(shè)計，并應(yīng)用于具有不同交換功能的各種光學(xué)組件組成的網(wǎng)絡(luò)中。研究結(jié)果表明，在具有實際硬件的光網(wǎng)絡(luò)測試平臺上，該方案具有路徑配置、節(jié)點體系結(jié)構(gòu)更新以及從節(jié)點內(nèi)部故障中恢復(fù)的功能[3]。

圖3 多粒度分層光網(wǎng)絡(luò)測試平臺

4. 傳感技術(shù)
    中國暨南大學(xué)的Jun Deng等科研人員設(shè)計了一種基于飛秒激光脈沖在光纖內(nèi)接多個內(nèi)發(fā)射鏡的高溫傳感系統(tǒng)，輸出光譜由多個穩(wěn)定分離且占主導(dǎo)作用的波峰（其峰間距和帶寬可通過調(diào)整內(nèi)反射鏡來控制）組成。該傳感裝置在高達1100°C的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出耐高溫性和高靈敏度性能，在100°C-400°C和400°C-1100°C的溫度范圍內(nèi)的檢測靈敏度分別可達至10.15 pm /°C和16.92 pm /°C。該光纖傳感系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、堅固以及易于制造和操作的特點，將在傳感應(yīng)用中（尤其是在惡劣環(huán)境下進行高溫檢測時）具有較大應(yīng)用前景[4]。

圖4 高溫測試下的實驗裝置 BBS：帶寬源；OSA：光譜分析儀；SMF：單模光纖；

5. 光纖制備技術(shù)
    北京交通大學(xué)電子與信息工程學(xué)院的Shibo Yan等科研人員制備了一種空心負曲率光纖（NCF），可應(yīng)用于中紅外區(qū)域并實現(xiàn)可調(diào)諧單偏振單模工作。該光纖具有對稱的幾何結(jié)構(gòu)和不對稱折射率包層（由兩種不同折射率的中紅外玻璃組成）。通過將光纖結(jié)構(gòu)進行線性拉伸，該光纖還表現(xiàn)出不錯的可調(diào)諧性，在2.0 μm至4.0 μm波長范圍內(nèi)之間可實現(xiàn)單偏振單模效應(yīng)。科研人員還對波長分別為2.0 μm、3.0 μm和4.0 μm的負曲率光纖進行實驗，結(jié)果表明這三種光纖的主要單偏振單模區(qū)域分別為2.020-2.022 μm、2.998-3.016 μm和3.998-4.018 μm，傳輸帶寬最大可達到20 nm，偏振消光比分別可達到3180、5085以及2870。此外，這三種光纖還可在彎曲狀態(tài)下保持良好的單偏振單模性能[5]。

圖5 中紅外雙環(huán)NCF的結(jié)構(gòu)

參考文獻：
[1]. Osama Terra. “A Single Mode From Optical Frequency Comb With Relative Stability of 10−17 Using Stimulated Brillouin Scattering”[J], IEEE J. Lightw. Technol., vol. 37, no. 21, pp. 5363–5369, November 1, 2019.
[2]. Xi Fang, Yuchao Wang, “Analysis of the Time-Frequency Localization Property of the Filter Banks for Optical OFDM/OQAM Systems”[J], IEEE J. Lightw. Technol., vol. 37, no. 21, pp. 5392–5405, November 1, 2019.
[3]. Kiyo Ishii, Atsuko Takefusa, “Optical Network Resource Management Supporting Physical Layer Reconfiguration”[J], IEEE J. Lightw. Technol., vol. 37, no. 21, pp. 5442–5454, November1, 2019.
[4]. Jun Deng, D. N. Wang, “Femtosecond Laser Inscribed Multiple In-Fiber Reflection Mirrors for High-Temperature Sensing”[J], IEEE J. Lightw. Technol., vol. 37, no. 21, pp. 5537–5541, November 1, 2019.
[5]. Shibo Yan, Shuqin Lou, “Tunable Single-Polarization Single-Mode Negative-Curvature Fiber With an Asymmetrical Refractive Index Cladding for Mid-Infrared Region”[J], IEEE J. Lightw. Technol., vol. 37, no. 22, pp. 5707–5713, November 15, 2019.