一.光網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn):
先來看韓國研究者有關(guān)WDM-PON的報(bào)導(dǎo),這是一個(gè)通過改進(jìn)光源的使用,降低系統(tǒng)成本的研究。研制適合WDM應(yīng)用的高性價(jià)比光源,是降低整個(gè)系統(tǒng)成本,以至關(guān)系WDM-PON能否大規(guī)模商用化的關(guān)鍵。Fabry–Pérot激光二級(jí)管(F-P LD)成本相對(duì)低廉,且易陣列化,原是非常適合WDM應(yīng)用的光源,但由于使用了AWG后,受其濾波作用影響,產(chǎn)生了模分配噪聲(MPN),嚴(yán)重干擾了F-P LD的性能。但目前很多報(bào)導(dǎo)通過自注入非相干光的使用,已經(jīng)克服了這個(gè)缺陷。已報(bào)導(dǎo)的自注入光形式包括EDFA基的自發(fā)輻射放大、半導(dǎo)體超輻射二級(jí)管的使用和配置分布反饋激光陣列等。雖然抑制了MPN,但這些附加元件本身就又增加了系統(tǒng)成本,和原來提高網(wǎng)絡(luò)性價(jià)比的初衷背道而馳。所以這篇報(bào)導(dǎo)里,作者嘗試不使用自注入光來應(yīng)用F-P LD的方法。作者的改進(jìn)點(diǎn)主要有兩個(gè),首先作者證明MPN的影響直接和相對(duì)強(qiáng)度噪聲(RIN)相關(guān),而RIN還和使用頻率以及LD上的偏壓有關(guān),通過選擇最佳的偏壓,并選擇使用具有較低RIN的光譜窗口,作者可以有效降低MPN的影響。其次是作者對(duì)LD本身的改進(jìn),在840μm的腔長里,作者以40μm為間隙,使用了兩個(gè)400μm的接觸器,可以有效補(bǔ)償激光器發(fā)射的溫度漂移效應(yīng)。作者將這兩點(diǎn)改進(jìn)用在200GHz頻帶間隔,20km的WDM-PON里做實(shí)測(cè),使用BPSK格式,證明可以實(shí)現(xiàn)無誤碼傳輸。
接下來仍是韓國研究者的一篇論文,是關(guān)于ROF(Radio-Over-Fiber)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究。ROF系統(tǒng)充分利用了光纖傳輸?shù)膸拑?yōu)勢(shì),用光纖來傳輸無線信號(hào)。這里無線射頻信號(hào)的發(fā)生裝置很多,應(yīng)用比較廣的一類是利用受激布里淵散射(SBS)效應(yīng)。這里,作者就利用SBS作載波發(fā)生以及上行轉(zhuǎn)換,實(shí)驗(yàn)測(cè)試了1.25Gb/s的ROF系統(tǒng)工作情況。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)里,作者使用了一個(gè)商用雙電極Mach–Zehnder(MZ)調(diào)制器,其中一個(gè)電極被連接到射頻信號(hào)發(fā)生器上,以幫助讓一個(gè)光邊帶被SBS有選擇性的放大。另一個(gè)電極與脈沖模式發(fā)生器相連,以在光載波上加載11GHz帶寬,1.25Gb/s的數(shù)據(jù)信號(hào)。系統(tǒng)里,信號(hào)光和泵浦光共用一個(gè)光源。系統(tǒng)使用的SBS裝置,是一段20km的單模光纖,因此要產(chǎn)生足夠的非線性效應(yīng),需要光功率高于6.5dBm。作者證明,在無功耗補(bǔ)償?shù)那闆r下,系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)13km的無誤碼傳輸。
本期有一篇南京郵電學(xué)院的研究者關(guān)于OCDMA系統(tǒng)編解碼的理論與實(shí)驗(yàn)研究。OCDMA系統(tǒng)之所以受到研究的關(guān)注,就得益于編解碼技術(shù)的突破,目前已有的編解碼技術(shù)很多,研究較多的有利用陣列波導(dǎo)光柵(AWG)和超結(jié)構(gòu)光纖光柵(SSFBG)兩種。這里作者基于的是后者。利用FBG作編解碼,作者提到具有許多獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),比如能實(shí)現(xiàn)最長的碼長,最高的碼率,以及良好的相關(guān)特性等。這里作者要解決的問題點(diǎn)在于如何實(shí)現(xiàn)OCDMA系統(tǒng)與WDM的兼容性,不可否認(rèn)這是技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。但這需要激光光源中心波長與譜寬都和編解碼的譜有良好的匹配,才能實(shí)現(xiàn)足夠高的自相關(guān)和交叉相關(guān)度。這點(diǎn),通常的編解碼技術(shù)較難實(shí)現(xiàn)。這里作者先立足于等效相位漂移(EPS)技術(shù),以實(shí)現(xiàn)較高的相位精度。在僅使用一個(gè)相位掩膜的情況下,作者能對(duì)WDM的多個(gè)通道進(jìn)行適合OCDMA的編解碼。該技術(shù)通過壓縮一階帶寬,從而可以改進(jìn)編碼效率,這樣可以讓系統(tǒng)去選擇一些低成本的光源。
在光突發(fā)交換(OBS)網(wǎng)絡(luò)里,突發(fā)數(shù)據(jù)流常導(dǎo)致邊緣和中間節(jié)點(diǎn)信號(hào)功率的大范圍浮動(dòng),因此對(duì)OBS系統(tǒng),信號(hào)再生是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。意大利的研究者提出了一個(gè)級(jí)聯(lián)2R再生方案。之所以使用級(jí)聯(lián)2R,是為了降低系統(tǒng)的復(fù)雜性和成本,在某些情況下,不需要3R操作,而直接通過連續(xù)的2R操作來實(shí)現(xiàn)信號(hào)功率均衡。這里作者用的2R,是使用單片集成的兩個(gè)半導(dǎo)體光放大器(SOA),放大器構(gòu)成MZ干涉儀結(jié)構(gòu),其特征是兩個(gè)干涉儀的耦合器部分具有不均衡的分束比。作者以一個(gè)10Gb/s的系統(tǒng)作測(cè)試,人工引入信號(hào)的功率變化,在連續(xù)通過6次2R級(jí)聯(lián)后,能夠?qū)崿F(xiàn)無誤差的信號(hào)傳輸。
Bell實(shí)驗(yàn)室的研究者實(shí)驗(yàn)測(cè)試了一個(gè)DWDM傳輸網(wǎng)絡(luò),當(dāng)同時(shí)傳輸強(qiáng)度和相位調(diào)制信號(hào)時(shí)的工作情況。在實(shí)驗(yàn)里,作者以50GHz的間隔傳輸了兩路信號(hào),一路是10.7Gb/s的OOK格式信號(hào),一路是42.7Gb/s的DQPSK格式信號(hào)。作者證明影響兩路不同調(diào)制格式信號(hào)傳輸?shù)年P(guān)鍵因素是交叉相位調(diào)制(XPM)效應(yīng)。而XPM的影響程度主要取決于光纖殘余色散的大小,當(dāng)移除了殘余色散后,盡管兩路信號(hào)頻帶僅相隔50GHz,但仍能保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作。
二.非線性運(yùn)用:
Cambridge大學(xué)的研究者利用光子晶體光纖構(gòu)建了一個(gè)非線性光纖環(huán)鏡(NOLM),利用NOLM內(nèi)的正交XPM效應(yīng)來完成NRZ對(duì)RZ的格式轉(zhuǎn)換。原理大致為將控制信號(hào)和輸入信號(hào)以正交的偏振態(tài)通過偏振控制器輸入NOLM中,這樣利用XPM效應(yīng),當(dāng)控制信號(hào)功率較高時(shí)就會(huì)與輸入信號(hào)發(fā)生相位調(diào)制,導(dǎo)致其光譜展寬,也就使整個(gè)峰值發(fā)生衰減,當(dāng)消光比達(dá)到一定值時(shí)就認(rèn)為完成了1到0的轉(zhuǎn)換。這里作者工作的一個(gè)顯著創(chuàng)新點(diǎn)是對(duì)四波混頻(FWM)的抑制。因?yàn)閷?duì)這樣的利用非線性作信號(hào)處理的系統(tǒng),都通常在利用一種效應(yīng)的時(shí)候必然受到其它非線性因素的損害。當(dāng)輸入有多個(gè)波長時(shí),由于FWM作用,會(huì)帶來較大的信號(hào)串?dāng)_。這里作者通過控制系統(tǒng)的三階非線性系數(shù),最小化了信號(hào)所在偏振態(tài)的FWM效率,其抑制比達(dá)到26dB以上。作者對(duì)4×10Gb/s的系統(tǒng)做了測(cè)試,在成功對(duì)四個(gè)通道完成格式轉(zhuǎn)換的同時(shí),維持了很低的誤碼率。
日本國家通信研究院的研究者則利用高非線性光纖(HNLF)中的FWM效應(yīng)來完成對(duì)兩個(gè)10Gb/s WDM通道RZ-DPSK格式信號(hào)的信息復(fù)用,形成一個(gè)20Gb/s的RZ-DQPSK信號(hào)。實(shí)驗(yàn)里作者將兩路信號(hào)ω1和ω2通過耦合器耦合進(jìn)入FWM-HNLF中,形成ω112=2ω1-ω2和ω221=2ω2-ω1兩個(gè)新的信號(hào)。兩路信號(hào)對(duì)照上述關(guān)系進(jìn)行混合,這里兩路輸入信號(hào)本身就有π/2的相位漂移,這樣可以將兩路RZ-DPSK信號(hào)轉(zhuǎn)換為一路RZ-DQPSK信號(hào)。這個(gè)過程將產(chǎn)生1.6dB的功耗。
三.有源器件:
丹麥研究者基于InAlGaAsP–InP材料制作了4.4mm長的鎖模激光器,并集成了深刻蝕的分布布拉格反射器(DBR)。激光器的性能明顯好于10GHz的F-P激光器,從性能角度講,更適合光通訊應(yīng)用。其良好的性能來自于其鎖模特性,能獲得相當(dāng)?shù)偷腞IN,正如前面談到的,低的RIN能有效降低MPN的不利影響。激光器以3.7ps脈沖發(fā)射,平均輸出功率10mW,平均時(shí)間抖動(dòng)約250fs。器件的制作基于通常的三五族半導(dǎo)體工藝,包括電子束刻蝕、反應(yīng)離子刻蝕等。
California大學(xué)的研究者基于聚合物材料的電光效應(yīng),制作了線性度優(yōu)良的方向耦合調(diào)制器。其良好的線性度來源于作者提出的一個(gè)改進(jìn)工藝,即通過光漂白的方法對(duì)原耦合器耦合效率做修正。實(shí)驗(yàn)測(cè)試表面這種新型調(diào)制器比起通常的MZ調(diào)制器,能有效抑制互調(diào)扭曲效應(yīng),更有利于通信應(yīng)用。
Bell實(shí)驗(yàn)室的研究者基于InP基底,單片集成了一1×2耦合器,兩段不等距離波導(dǎo)(產(chǎn)出一個(gè)字符時(shí)延),一2×4耦合器,共同構(gòu)成延時(shí)干涉儀(DI)結(jié)構(gòu),再集成了四個(gè)光電探測(cè)器,從而制作了用于DQPSK信號(hào)檢測(cè)的探測(cè)器,在實(shí)驗(yàn)中成功對(duì)43Gb/s的DQPSK信號(hào)做了檢測(cè)。該器件的一個(gè)新穎點(diǎn)是在DI中加入了一個(gè)長的相位漂移器,通過注入電流控制,能夠讓整個(gè)器件偏振不敏感。
四、無源器件:
浙大的研究者基于Si-SiNx-Si材料,以多模干涉耦合器(MMI)為基本結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了對(duì)1310/1550nm偏振不敏感的雙波長波分復(fù)用器。其偏振不敏感來自于對(duì)波導(dǎo)芯層SiNx的配比,也就是折射率的優(yōu)化選擇,而解復(fù)用功能是通過對(duì)MMI部分長度和寬度的優(yōu)化選擇來實(shí)現(xiàn)的。
日本Keio大學(xué)的研究者將丙烯酸脂聚合物波導(dǎo)的芯層全氘化,從而可以大幅降低波導(dǎo)的傳輸損耗,此外通過對(duì)12.5Gb/s信號(hào)的傳輸測(cè)試,證明該波導(dǎo)結(jié)構(gòu)有相當(dāng)寬的帶寬。此外作者證明當(dāng)把該波導(dǎo)折射率分布做成W型后,還可以有效降低串?dāng)_。
韓國研究者基于體相位全息光柵制作了空間位置可調(diào)的解復(fù)用器。器件使用光敏聚合物做記錄載體,通過用發(fā)散和聚焦的兩束光干涉記錄全息體光柵,該光柵作為色散元件,在使用待解復(fù)用光作讀出光時(shí),作者證明隨著光柵和輸出透鏡間的距離變化,會(huì)改變衍射光的聚焦位置,從而實(shí)現(xiàn)了解復(fù)用器的空間位置調(diào)節(jié)。
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