一、光網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)：
上期的評(píng)析談到了很多OCDMA的內(nèi)容，并指出目前的OCDMA均是基于單極性碼（準(zhǔn)正交編碼）的非相干光通訊。而通常的相干光OCDMA技術(shù)可以通過(guò)采用相位移的光序列，實(shí)現(xiàn)一個(gè)相位移的雙極性光脈沖表示一個(gè)二進(jìn)制碼。顯然，比較于非相干OCDMA，相干光碼分復(fù)用由于碼間具有較好的正交性，可以產(chǎn)生較高的處理增益，因此明顯可以獲得相對(duì)較高的信噪比。但是這樣的相干OCDMA直到目前為止，技術(shù)實(shí)現(xiàn)上仍然沒(méi)有一個(gè)成熟的方案。近些年人們提出了一個(gè)有意思的相干OCDMA實(shí)現(xiàn)方案。其利用偽隨機(jī)相位分布來(lái)“攪亂”光譜位相，實(shí)現(xiàn)了對(duì)飛秒脈沖的編碼。原理簡(jiǎn)單描述如下：脈沖強(qiáng)度上被編碼成若干單元，每個(gè)對(duì)應(yīng)相移0或π，強(qiáng)度譜上看好像一些復(fù)雜的偽噪聲尖峰，可是如果再次進(jìn)行脈沖整形，且其相位與第一次共軛，則可使光譜的相位調(diào)制抵消，結(jié)果使偽噪聲尖峰解碼恢復(fù)到原先的超短脈沖。這樣多個(gè)用戶可以共享相同的光纖通道，基于不同的編碼序列分配給不同的發(fā)射—接收器對(duì)。本期一篇來(lái)自伊朗的研究論文就對(duì)相關(guān)內(nèi)容作了研究。研究指出在存在多路接入噪聲、光放大噪聲，和熱噪聲的影響下，這樣的相干OCDMA系統(tǒng)在以相同bit率傳輸時(shí)，比理論至少要提高30dB左右的能量來(lái)保證。另外研究也分析了對(duì)不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所需要的最優(yōu)放大器數(shù)目和在系統(tǒng)內(nèi)的最佳位置。從這個(gè)研究來(lái)看，相干超短脈沖OCDMA系統(tǒng)，對(duì)噪聲和非線性容忍度較低，對(duì)系統(tǒng)要求相當(dāng)苛刻，因此就我看來(lái)，盡管其相對(duì)非相干OCDMA的優(yōu)越性能已廣受認(rèn)可，但其系統(tǒng)太過(guò)復(fù)雜，造價(jià)太高，短期內(nèi)還不會(huì)有商用前景。
此外，West of England大學(xué)的研究者結(jié)合了LDPC碼和turbo碼的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，提出了一種新穎的可應(yīng)用于全光網(wǎng)絡(luò)的前向糾錯(cuò)碼，獲得了目前有報(bào)導(dǎo)以來(lái)最高的編碼增益，其BER在10-12以下。并且在存在非線性、色散、ASE噪聲的情況下，其BER性能仍然非常優(yōu)異，作者暗示其改良的糾錯(cuò)碼會(huì)在下一代光網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)里將發(fā)揮重大作用。
    系統(tǒng)方面的主要研究有：（1） 英國(guó)Strathclyde大學(xué)的研究者匯報(bào)了其最新的有無(wú)源單片集成的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器，結(jié)構(gòu)上和以前一樣，使用SOA和MZ干涉器，其實(shí)測(cè)使用了10Gb/s的非歸零碼。與以往同類研究相比，最顯著的是其極低的損耗和信號(hào)失真。在從1528nm到1559nm幾乎覆蓋整個(gè)C波段的轉(zhuǎn)換過(guò)程里，耦合損耗低于1.2dB，由于裝配公差帶來(lái)的最大損耗低于1.5dB，偏振相關(guān)損耗也低于1.5dB。另外，其轉(zhuǎn)換前后的譜形幾乎一致，品質(zhì)因數(shù)相當(dāng)可觀；（2） 浙大信電系本期報(bào)導(dǎo)了其基于雙頻布里淵光纖激光器的微波毫米波發(fā)射器，理論上預(yù)測(cè)了通過(guò)泵浦光和三階斯托克斯光混合可以生成33GHz的微波。實(shí)驗(yàn)上利用相同的裝置產(chǎn)生了11GHz的發(fā)射，并通過(guò)溫度改變，調(diào)節(jié)激光器FP腔，實(shí)現(xiàn)了100MHz的可調(diào)輸出；（3） 使用光位相共扼（OPC）抑制光傳輸過(guò)程中的噪聲，實(shí)現(xiàn)非失真?zhèn)鬏斠驯粡V泛研究。本期法國(guó)研究人員就綜合考慮了自發(fā)輻射（ASE）、非線性克爾效應(yīng)、非線性放大及群時(shí)延等多種效應(yīng)的影響，對(duì)OPC系統(tǒng)作了綜合分析。證明由于調(diào)制不穩(wěn)定效應(yīng)，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致OPC系統(tǒng)噪音抑制不完善，進(jìn)而在存在反常色散的系統(tǒng)里，導(dǎo)致噪音抑制效果迅速退化。
    二、無(wú)源器件：
器件應(yīng)用方面：（1） 眾所周知，AWG是目前商用最成熟的DWDM器，然而目前較成熟的方案均只能實(shí)現(xiàn)64個(gè)通道復(fù)用，再多的通道比如128，綜合性能會(huì)明顯下降。特別是串?dāng)_特性，密集的通道復(fù)用產(chǎn)生的串?dāng)_在實(shí)用中是很難接受的。本期NTT的研究者提供了他們最近的相關(guān)研究成果，他們通過(guò)使用一個(gè)主AWG，后面級(jí)連若干個(gè)子AWG的辦法來(lái)降低多通道復(fù)用產(chǎn)生的串?dāng)_，其制作的器件背景串?dāng)_低于-80dB，總串?dāng)_大約-34dB。并且作者指出使用他們的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)可實(shí)用的1000個(gè)通道的復(fù)用。然而我們也不能忽視其涉及的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：一是級(jí)連帶來(lái)的累計(jì)損耗會(huì)隨著復(fù)用通道的增加而成倍上漲；其二是如此級(jí)連會(huì)帶來(lái)器件尺寸難以接受的大，從而器件成本也會(huì)成倍增加；（2）三星公司的研發(fā)人員在本期匯報(bào)了他們計(jì)劃用于EPON的濾波器。器件基于PLC集成，采用雙向耦合器的形式，并加以改進(jìn)，比如通過(guò)使用更窄的芯層，降低了耦合器平行波導(dǎo)部分的長(zhǎng)度約30％左右，并將雙向串?dāng)_降低了10dB；波導(dǎo)彎曲部分采用了雙二次曲線的形式設(shè)計(jì)，在進(jìn)一步減小器件尺寸，降低串?dāng)_的同時(shí)，還大大簡(jiǎn)化了掩膜設(shè)計(jì)。整個(gè)器件雙向串?dāng)_低于40dB，上行插損不到0.5dB，下行不到1dB；（3）韓國(guó)Ajou大學(xué)基于光子晶體共振器，利用相互之間的相互耦合效應(yīng)，設(shè)計(jì)了一個(gè)三級(jí)Chebyshev濾波器，其中心頻率193.55THz，在50GHz內(nèi)帶通文波僅0.3dB，非常適合100GHz的WDM光網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用；（4）離子交換是一種制作工藝相對(duì)簡(jiǎn)單的波導(dǎo)加工方案，也正是因?yàn)樗�的廉價(jià)屬性，一直以來(lái)都廣受研究者關(guān)注，本期以色列的研究者報(bào)導(dǎo)了他們基于離子交換技術(shù)制作的熱光可調(diào)光衰減器，性能就很不錯(cuò)，達(dá)到了聚合物材料的相關(guān)性能，插損小于1dB，動(dòng)態(tài)范圍約38dB，最大功耗138mw。特別值得一提的是其偏振相關(guān)損耗，在對(duì)信號(hào)10－20dB可調(diào)衰減的時(shí)候，也僅在0.2－0.6dB范圍變化，這是迄今有報(bào)導(dǎo)以來(lái)同類器件中最小的。
波導(dǎo)工藝及其理論研究方面：（1）一種被稱為Trench-Bulge的波導(dǎo)，最近很受關(guān)注，其在襯底上刻蝕凹槽，然后直接將芯層材料填充進(jìn)槽內(nèi)，光直接在高折射率的槽內(nèi)物質(zhì)里傳輸�？梢�(jiàn)這比通常先沉積下包層，再沉積芯層，再包覆上芯層的方式簡(jiǎn)化了很多，也避免了不同膜層間的張力作用，一般可以獲得更低的傳輸損耗。本期德國(guó)的研究者就對(duì)這一波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，但證明很多情況下，由于槽的結(jié)構(gòu)特征，會(huì)形成一種類似于隧道效應(yīng)的現(xiàn)象，能量向凸起部分迅速泄漏，可以產(chǎn)生1dB/cm的較大傳輸損耗。隨后，他們也提出可以采用將槽面刻的更深，或者在遠(yuǎn)離波導(dǎo)壁的部分形成一個(gè)薄腔的方法，從而有效避免這種泄漏損耗。但無(wú)疑，一個(gè)更深的刻槽將惡化波導(dǎo)壁的垂直度，增大散射損耗，而使用其建議的腔狀結(jié)構(gòu)，制作復(fù)雜度也會(huì)明顯增大；（2）加拿大的研究者對(duì)光纖模式分析提供了一種更嚴(yán)格的矢量方法，證明很多情況下光纖中的不同模式會(huì)發(fā)生有針對(duì)性的耦合，特別指出在tapered光纖里，模式耦合能導(dǎo)致大的損耗和振蕩，其矢量分析結(jié)果和實(shí)驗(yàn)保持了高度的一致。（3）Hosei大學(xué)的研究者則針對(duì)可適用于復(fù)雜結(jié)構(gòu)波導(dǎo)分析的全矢量束傳播方法，提出了一種非常新穎的網(wǎng)格差分格式。能同時(shí)對(duì)本征模和傳輸特性做出精確分析。
三、有源器件：
探測(cè)器的種類很多，但如果系統(tǒng)需要極高的響應(yīng)度，選用雪崩光電探測(cè)器（APD）顯然是最好的選擇。大家知道，對(duì)探測(cè)器、放大器等器件，在較寬的量程內(nèi)，帶寬和增益的乘積都保持不變，因此通常把增益帶寬積（GBP）作為這類器件綜合性能的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)，本期New Mexico大學(xué)的研究者就通過(guò)對(duì)異質(zhì)結(jié)APD的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，大大提高了其GBP。其主要特征是在原來(lái)的GaAs雪崩層前，又使用了AlGaAs（按特定配比沉積）材料，加入了用于激活電子的活化層。并通過(guò)優(yōu)化活化層的厚度，讓器件的CBP最優(yōu)化。同時(shí)作者也證明了使用優(yōu)化的器件其GBP不會(huì)隨實(shí)際應(yīng)用條件不同而變化，同時(shí)對(duì)噪聲也有很好的抑制作用。
拉曼光纖放大器以其極大的放大帶寬和較好的信噪比，在長(zhǎng)距離傳輸中已經(jīng)越來(lái)越被看好，而光纖拉曼激光器也被認(rèn)為是拉曼放大和遠(yuǎn)泵EDFA放大應(yīng)用的理想光源。它們?cè)谛乱淮�光通訊網(wǎng)絡(luò)里的地位都得到了研究者的一致認(rèn)可。本期來(lái)自悉尼大學(xué)的研究非常有意思。他們第一次在一個(gè)系統(tǒng)里同時(shí)實(shí)現(xiàn)了互不干擾的拉曼光纖放大和拉曼光纖激光發(fā)射。其系統(tǒng)使用1060nm和1090nm的雙波長(zhǎng)泵浦源，并使用了重度的摻鍺光纖，系統(tǒng)正常工作時(shí)，作為激光器，只以1060nm做泵浦源輻射激光，與1090nm無(wú)關(guān)。而作為放大器，則同時(shí)使用兩個(gè)泵浦波長(zhǎng)。依靠引入腔內(nèi)損耗，或者增加拉曼光纖長(zhǎng)度，既可以使系統(tǒng)只以拉曼光纖放大器的形式工作，也可以讓系統(tǒng)只以拉曼光纖激光器的形式工作。