一、 網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)：
1、WDM：
    WDM-PON盡管性能優(yōu)異，但限于其高昂的成本，也只能被作為下一代光網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)技術(shù)來(lái)被關(guān)注。為了降低WDM-PON的成本，減少光源的使用數(shù)量是最有效的途徑之一。在降低光源成本方面，一個(gè)比較有效的方法是，僅在中央站點(diǎn)使用光源，這樣一些種子光被發(fā)射到各個(gè)ONU，而在每個(gè)ONU，則通過(guò)使用相對(duì)便宜的FP激光二極管或反射式半導(dǎo)體光放大器（R-SOA）提供上載信號(hào)波長(zhǎng)。這里對(duì)每個(gè)ONU，仍使用了兩個(gè)波長(zhǎng)分別用作信號(hào)的上下載。最近，將WDM技術(shù)與副載波發(fā)射相結(jié)合以便增加系統(tǒng)靈活性，并有效降低系統(tǒng)成本成為頗受關(guān)注的研究點(diǎn)。其主要思路為，將下載信號(hào)以副載波的形式調(diào)制在下載信號(hào)波長(zhǎng)上，在相應(yīng)ONU，通過(guò)基帶探測(cè)濾出副載波信號(hào)，再使用外部調(diào)制器將上載信號(hào)調(diào)制在光載波上實(shí)現(xiàn)信號(hào)的上載發(fā)送。首先來(lái)看新加坡研究者的一篇論文，作者采用了上述副載波與WDM結(jié)合的組網(wǎng)工作模式，在每個(gè)波長(zhǎng)上用副載波調(diào)制下載信號(hào)。比較特別的地方是作者在遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)使用了兩個(gè)復(fù)用器和一個(gè)延時(shí)干涉儀（DI），這三個(gè)器件對(duì)全部波長(zhǎng)是共享式的。其中DI的自由光譜范圍是副載波頻率的兩倍，這樣不同波長(zhǎng)的復(fù)用信號(hào)在經(jīng)過(guò)DI后首先可將光載波和副載波分離，副載波信號(hào)從DI的一個(gè)輸出端輸出后再經(jīng)過(guò)一個(gè)復(fù)用器解復(fù)用發(fā)射到相應(yīng)的ONU。而另一路光載波信號(hào)則再經(jīng)過(guò)另外一個(gè)復(fù)用器按波長(zhǎng)解復(fù)用后，被直接注入到相應(yīng)ONU的R-SOA上調(diào)制上載信號(hào)，再重新發(fā)射回中心站點(diǎn)。對(duì)這樣的工作模式，作者搭建系統(tǒng)平臺(tái)，并實(shí)驗(yàn)做了測(cè)試，作者使用8個(gè)波長(zhǎng)通道，上下載信號(hào)都以1.25Gb/s的速度工作，系統(tǒng)顯示了穩(wěn)定的工作性能和相對(duì)優(yōu)異的信噪比特性。
    此外，韓國(guó)Yonsei大學(xué)的研究者介紹了其雙向工作的副載波復(fù)用（SCM）與波分復(fù)用結(jié)合的無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)。這里也采用了類(lèi)似的思路，即在ONU使用R-SOA直接對(duì)下載信號(hào)使用的光載波做調(diào)制，從而避免了額外光源的使用。而所謂的雙向SCM-WDM工作，是指中心站點(diǎn)廣播式的將2.4GHz的SCM信號(hào)發(fā)射給各個(gè)ONU，而各個(gè)ONU則根據(jù)實(shí)際情況選擇是否對(duì)相應(yīng)信號(hào)做下載，這種方式下，抑制噪聲是關(guān)鍵。這里作者在使用FP-LD作光源的同時(shí)，額外采用了具有高通濾波特性的增益飽和半導(dǎo)體光放大器，有效抑制了噪聲的影響。而在各個(gè)ONU，通過(guò)R-SOA在相應(yīng)下載信號(hào)使用的光載波上，再次調(diào)制1.0GHz的副載波信號(hào)，以作上載發(fā)射，返回中心站點(diǎn)。
2、光學(xué)正交頻分復(fù)用技術(shù)（O-OFDM）：
    OFDM，即正交頻分復(fù)用技術(shù)，是在無(wú)線通訊中被IEEE 802.11g等通訊標(biāo)準(zhǔn)廣泛采用的高速傳輸技術(shù)。其主要思想是在頻域內(nèi)將給定信道分成許多正交子信道，在每個(gè)子信道上使用一個(gè)子載波進(jìn)行調(diào)制，各子信道載波互相正交，并行傳輸。相比通常對(duì)特定載波單通道調(diào)制的方式，采用OFDM后，系統(tǒng)將具有下述優(yōu)勢(shì)：（1）由于在OFDM系統(tǒng)中各個(gè)子信道的頻譜是相互重疊的，這樣不但減小了子載波間的相互干擾，同時(shí)又提高了頻譜利用率；（2）各個(gè)子信道響應(yīng)平坦，且各個(gè)子信道上進(jìn)行的是窄帶傳輸，信號(hào)帶寬小于信道的相應(yīng)帶寬，因此就可以大大消除信號(hào)波形間的干擾；（3）對(duì)OFDM的收發(fā)處理可以充分利用快速傅里葉變換（FFT）等算法，有效降低計(jì)算和算法處理的難度。最近，分別基于相干光（CO）和非相干光（IO）的OFDM技術(shù)陸續(xù)被獨(dú)立提出，以便抑制光纖中色散和偏振模色散（PMD）的影響。單就抑制色散的效果來(lái)看，使用CO和IO模式是相似的，但如采用CO-OFDM，在有效抑制色散、PMD的同時(shí)，還可獲得更高的光電頻譜利用率，并維持更好的信噪比特性。當(dāng)然，選用CO模式在獲得優(yōu)良性能的同時(shí)，也必然是以犧牲系統(tǒng)性?xún)r(jià)比為代價(jià)的。
    首先，Melbourne大學(xué)的研究者對(duì)CO-OFDM的工作模式做了研究。不同于通常的單載波調(diào)制，使用了OFDM技術(shù)后，在同一個(gè)光載波上同時(shí)有多個(gè)低速率的子信道并行傳輸，因此作者認(rèn)為，可以充分利用這點(diǎn)，使用某個(gè)或某幾個(gè)子信道做相位探測(cè)應(yīng)用，以便可以對(duì)信號(hào)相位及時(shí)補(bǔ)償。對(duì)一個(gè)8Gb/s，總傳輸距離1000km的CO-OFDM系統(tǒng)，作者證明最多使用5個(gè)子信道作相位監(jiān)控就可以在不使用色散補(bǔ)償?shù)那闆r下，對(duì)信號(hào)相位變化做出全面的評(píng)估，以便及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)償。
   同一期還有另一篇來(lái)自Melbourne大學(xué)的研究論文，旨在考察存在非線性影響后，采用CO-OFDM的工作模式，是否還能有效應(yīng)用在光網(wǎng)絡(luò)傳輸上。作者采用了10Gb/s的WDM網(wǎng)絡(luò)，在不使用色散補(bǔ)償下，采用CO-OFDM調(diào)制，作者通過(guò)模擬，得到了兩個(gè)主要結(jié)論。一是對(duì)WDM的每個(gè)通道，作者指出使用CO-OFDM時(shí)，最佳發(fā)射功率在-9dBm左右，這暗示了使用CO-OFDM，并不需要高的泵浦功率，這降低了對(duì)光放大的要求；二是當(dāng)考慮了非線性影響后，當(dāng)傳輸距離從800km到4800km變化時(shí)，系統(tǒng)的Q參數(shù)將從21.8dB變化到13.0dB，這證明即便考慮了非線性影響，CO-OFDM技術(shù)仍能有效降低色散對(duì)系統(tǒng)的影響。
    此外，Arizona大學(xué)的研究者研究了OFDM在漸變折射率的塑料光纖中的傳輸情況，認(rèn)為低密度奇偶校驗(yàn)碼(LDPC)是較合適的OFDM編碼方式。
3、子系統(tǒng)：
    Southern California大學(xué)的研究者利用色散補(bǔ)償光纖（DCF）會(huì)隨入射波長(zhǎng)不同而具有不同延時(shí)的特性，采用周期性極化的鈮酸鋰（PPLN）、DCF、基于光纖光柵（FBG）的色散補(bǔ)償器等元件，按要求將入射光進(jìn)行波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，再通過(guò)DCF和FBG色散補(bǔ)償器以獲得預(yù)期的時(shí)延，這樣作者制作了一個(gè)可調(diào)的延時(shí)器，最大可獲得44ns的時(shí)延；以色列的研究者改進(jìn)了直接探測(cè)式的DQPSK探測(cè)器，通過(guò)在集成芯片的兩端使用雙向工作的延時(shí)干涉儀，使探測(cè)器具有判決反饋的功能，能有效對(duì)非線性相位噪聲作補(bǔ)償。因此這樣的直接探測(cè)器具有與相干零差探測(cè)相似的精度，相比通常的直接探測(cè)，精度提高了4.2dB左右。
二、有源器件：
    光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)是許多有無(wú)源器件廣泛使用的工作原理。所謂雙穩(wěn)態(tài)，是指一個(gè)輸入光信號(hào)存在著兩個(gè)可以相互轉(zhuǎn)換的穩(wěn)定輸出狀態(tài)，按對(duì)應(yīng)雙穩(wěn)態(tài)參量的不同，又可分為光強(qiáng)雙穩(wěn)態(tài)、偏振雙穩(wěn)態(tài)和波長(zhǎng)雙穩(wěn)態(tài)等。而光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)最具潛力的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)楣鈹?shù)字計(jì)算。例如具有波長(zhǎng)雙穩(wěn)態(tài)的器件可以用輸出波長(zhǎng)作為邏輯判斷，來(lái)實(shí)現(xiàn)觸發(fā)存儲(chǔ)的功能。對(duì)波長(zhǎng)雙穩(wěn)態(tài)的原理，目前還沒(méi)有很令人滿(mǎn)意的解釋?zhuān)�比較普遍采用的還是諧振腔內(nèi)的雙模競(jìng)爭(zhēng)效應(yīng)。本期Colorado大學(xué)的研究者在一個(gè)兩段的量子點(diǎn)激光器中實(shí)現(xiàn)了光波長(zhǎng)雙穩(wěn)態(tài)，并且作者對(duì)激光器工作細(xì)節(jié)做了研究。對(duì)使用的兩段式量子點(diǎn)激光器，作者通過(guò)改變吸收層的反偏電壓，觀測(cè)到了磁滯效應(yīng)和雙穩(wěn)態(tài)效應(yīng)。雙穩(wěn)態(tài)波長(zhǎng)分別為1173和1166 nm，兩者功率比約30dB，對(duì)觀測(cè)到的波長(zhǎng)雙穩(wěn)態(tài)效應(yīng)，作者認(rèn)為是在光譜燒孔效應(yīng)和量子受限的Stark效應(yīng)共同作用下產(chǎn)生的。
    前面剛提到對(duì)WDM-PON，結(jié)合SCM技術(shù)是最小化光源數(shù)量，以便降低系統(tǒng)成本的有效手段。對(duì)類(lèi)似的應(yīng)用，本期COVEGA公司的研究者報(bào)導(dǎo)了能雙向工作的電光調(diào)制器設(shè)計(jì)。對(duì)正向傳輸光波長(zhǎng)λ1，光載波經(jīng)過(guò)光環(huán)路器進(jìn)入調(diào)制器，當(dāng)信號(hào)以副載波的形式加載后經(jīng)過(guò)電子環(huán)路器調(diào)制于相應(yīng)光載波上，在調(diào)制器輸出端，再連接一個(gè)光環(huán)路器，λ1由環(huán)路器一個(gè)端口輸出，而另一個(gè)端口加載波長(zhǎng)λ2，同樣相應(yīng)副載波信號(hào)在調(diào)制器內(nèi)由電子環(huán)路器加載到λ2上，而在λ1的輸入處也有一個(gè)光環(huán)路器用于引導(dǎo)λ2信號(hào)的方向。這種瞬時(shí)的雙通道調(diào)制目前尚屬首次報(bào)導(dǎo)。
三、無(wú)源器件：
    加拿大的研究者提出了一種光纖光柵的制作工藝，作者使用重?fù)诫sEr–Yb的磷酸鹽玻璃光纖，利用超快紅外照射相位掩膜，能夠在幾秒的曝光時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)高于1.5×10-3的折射率變化。同時(shí)作者證明將退火溫度選為400 °C能獲得最穩(wěn)定的光柵性能。作者利用該工藝制作了一段6mm的光纖光柵，測(cè)試可實(shí)現(xiàn)99.99%的反射率。
    對(duì)SOI波導(dǎo)，首先比利時(shí)研究者制作了面向SOI波導(dǎo)與光纖連接的耦合器，其在SOI波導(dǎo)表面使用氧化鋁做掩膜，使用碘蒸汽做反應(yīng)氣體，直接利用反應(yīng)離子刻蝕工藝制作了與表面成58°的耦合光柵。通過(guò)這樣的耦合光柵，可以實(shí)現(xiàn)光纖對(duì)SOI脊形波導(dǎo)間近46%的能量耦合效率。此外，加拿大的研究者使用兩階漸變波導(dǎo)結(jié)構(gòu)制作了面向SOI波導(dǎo)的模斑轉(zhuǎn)換器。可以在較低功耗代價(jià)下實(shí)現(xiàn)從單模波導(dǎo)向大孔徑波導(dǎo)的轉(zhuǎn)換連接。