11月的JLT到現(xiàn)在還沒有出版，在查閱文檔的時(shí)候突然發(fā)現(xiàn)，我從2004年11月開始在“光纖在線”撰寫JLT和PTL的評(píng)析，到現(xiàn)在正好三年了。于是突發(fā)奇想，在本期對(duì)JLT這三年來的論文情況做一個(gè)總結(jié)，而11月的JLT文章待出版后將和下一期一起評(píng)析。在這里需要指出的是JLT和PTL雖然都是光通訊領(lǐng)域最具權(quán)威性的期刊，但他們的側(cè)重點(diǎn)卻有明顯差異，PTL為快報(bào)，強(qiáng)制文章在三頁之內(nèi)，由于文章短小簡(jiǎn)潔，因此其內(nèi)容絕大多數(shù)為光通訊領(lǐng)域的最新實(shí)驗(yàn)進(jìn)展。而JLT免費(fèi)出版的文章限制在八頁之內(nèi)，特邀論文限制在十二頁之內(nèi)，超過限制也可以發(fā)表，但多余的頁面需要作者繳費(fèi)，因此JLT的論文多以較多理論內(nèi)容著稱，反應(yīng)了光通訊領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究情況。對(duì)PTL的總結(jié)計(jì)劃放在下期進(jìn)行。
（注：所有統(tǒng)計(jì)結(jié)果使用Web of Science分析工具獲得）
一．論文主題分布：
    三年來JLT共刊登了1705篇論文，除去傳感等內(nèi)容，與光通訊相關(guān)的大致在1300篇左右。按照研究主題的不同，總結(jié)其分布如下表：
　　　　
         表一 JLT三年論文主題分布統(tǒng)計(jì)
    從這個(gè)表格可以揭示出光通訊相關(guān)技術(shù)研究的焦點(diǎn)，光源這部分絕大多數(shù)是半導(dǎo)體激光器，少部分是光纖激光器，由于其總類繁多，利用的原理和工藝各不相同，因此這一主題是論文數(shù)量最多的。在光傳輸網(wǎng)里WDM和OCDMA都是近年很受關(guān)注的研究技術(shù)，但從論文數(shù)量上看，前者仍明顯高于后者，說明波分復(fù)用作為最具潛力光網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)的地位仍是無法撼動(dòng)的。此表還顯示了網(wǎng)絡(luò)性能損傷是網(wǎng)絡(luò)部分最主要的研究主題，將PMD、非線性、色散影響及補(bǔ)償合在一起就接近300篇論文，而這些損傷因素之所以受到研究者的關(guān)注，是因?yàn)樗鼈冎饕�作用于高速大容量光網(wǎng)絡(luò)，這預(yù)示著當(dāng)前的研究者正致力于為網(wǎng)絡(luò)向40Gb/s以上升級(jí)做技術(shù)儲(chǔ)備。在調(diào)制格式相關(guān)內(nèi)容里，篇幅最多的是有關(guān)DPSK格式的研究，關(guān)于它的優(yōu)點(diǎn)在以往也多次提到，后面也會(huì)重點(diǎn)總結(jié)，這里先不多說了。
二．論文國(guó)家及地區(qū)分布：
    之所以做這樣一個(gè)統(tǒng)計(jì)，是希望由此顯示出各個(gè)國(guó)家及地區(qū)在光通訊基礎(chǔ)技術(shù)研究上近年來的進(jìn)展情況。特別由于JLT是光通訊基礎(chǔ)理論研究方面頗具影響力的期刊，因此比起通常的SCI論文數(shù)量統(tǒng)計(jì)更能真實(shí)反應(yīng)一個(gè)國(guó)家和地區(qū)相關(guān)研究的實(shí)力。統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表二所示，從表中可以看到，光通訊領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究不得不承認(rèn)美國(guó)和日本仍處于絕對(duì)領(lǐng)先地位，兩個(gè)國(guó)家的論文數(shù)量占了整個(gè)出版量的一半，加拿大和英國(guó)緊隨其后。中國(guó)在統(tǒng)計(jì)表上列第五位，三年來在JLT上共發(fā)表論文114篇，這表面中國(guó)在光通訊基礎(chǔ)技術(shù)研究上已經(jīng)取得了相當(dāng)進(jìn)展，但距離光通訊研究的強(qiáng)國(guó)仍有很長(zhǎng)一段距離。此外，臺(tái)灣地區(qū)三年來在JLT發(fā)表論文的數(shù)量列第九位，大家知道光電子行業(yè)是臺(tái)灣的朝陽產(chǎn)業(yè)，在經(jīng)濟(jì)中占有相當(dāng)重要的地位，因此臺(tái)灣地區(qū)很多光通訊的研究成果在世界上也是處于絕對(duì)領(lǐng)先的。

           表二 JLT三年論文地區(qū)分布統(tǒng)計(jì)
三．主要研究機(jī)構(gòu)：
    在這部分里，按照三年來在JLT發(fā)表論文的數(shù)量，對(duì)一些主要研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行排序，并對(duì)其研究?jī)?nèi)容做總結(jié)。這樣做的目的是為了揭示出近三年來光通訊領(lǐng)域基礎(chǔ)技術(shù)研究上產(chǎn)出最大的一些研究單位，在某些方面來言，他們代表了相關(guān)技術(shù)的前沿。感興趣的朋友可以找到相關(guān)機(jī)構(gòu)光電所的研究主頁，一般都具有正在研究課題的簡(jiǎn)要介紹，這有幫助于大家最快的速度了解光通訊基礎(chǔ)技術(shù)的主流研究方向。

           表三 JLT三年論文量按研究機(jī)構(gòu)排序
    如表三所示，對(duì)三年的研究論文按研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)，在前的除了NTT公司和朗訊下的Bell實(shí)驗(yàn)室外，都為一些知名大學(xué)，說明作為光通訊基礎(chǔ)技術(shù)的研究，大學(xué)扮演著重要角色，是未來光網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用的主要技術(shù)載體。但目前中國(guó)大陸地區(qū)并沒有任何研究機(jī)構(gòu)能列入這個(gè)榜單，證明在中國(guó)大陸尚沒有足具影響力的光通訊研究機(jī)構(gòu)。因此未來我們需要做的事情還很多。
四． 最具影響力的論文
    在三年JLT中，按照引用頻率排名，簡(jiǎn)要介紹排在前五位的論文。這里有兩點(diǎn)需要指出，其一是這里的引用率采用Web of Science的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，而不是Google Scholar（后者指一切出版論文的引用結(jié)果，絕對(duì)數(shù)值高于前者）。其二是引用率和時(shí)間有關(guān)，越老的論文累積引用次數(shù)越高，因此我們的統(tǒng)計(jì)雖從04年11月開始，但06和07年論文的引用次數(shù)顯然落后。因此引用次數(shù)并不能絕對(duì)說明論文的質(zhì)量，只能說明04-05年一年多的幾百篇論文里，最受關(guān)注的幾篇，但這也足具參考價(jià)值。
    排名首位的論文為05年1月，由A. H. Gnauck發(fā)表，題為“Optical Phase-Shift-Keyed Transmission”的論文（Vol. 23:115-130），引用次數(shù)累積達(dá)99次。Gnauck是Bell實(shí)驗(yàn)室的知名研究員，他曾因在世界上第一次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了Tbit的WDM光傳輸而著稱。目前，他的主要研究方向?yàn)閱瓮ǖ?0Gb/s以上的WDM網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用，大家知道，要在單通道實(shí)現(xiàn)40Gb/s以上的調(diào)制速度，需要合理處理包括色散、PMD和非線性等信號(hào)損傷因素帶來的影響，因此采用良好的信號(hào)調(diào)制格式是必要的解決方案之一。這樣在05年01月，Gnauck對(duì)自己和他人的研究成果進(jìn)行了總結(jié)回顧，發(fā)表了這樣一篇論文，探討DPSK在高調(diào)制速率傳輸網(wǎng)上的運(yùn)用情況。這里DPSK對(duì)上面提到的那些系統(tǒng)損傷因素具有天然的抵御力，因此能夠降低系統(tǒng)的信噪比要求達(dá)3dB左右。此外在光網(wǎng)絡(luò)里，由于采用了DPSK格式，光學(xué)窄帶濾波，接收端信號(hào)漂移等對(duì)信號(hào)質(zhì)量的破壞也都會(huì)被抑制。論文長(zhǎng)達(dá)16頁，遠(yuǎn)超過免費(fèi)發(fā)表的標(biāo)準(zhǔn)。因此其涵蓋內(nèi)容面面俱到，由淺入深，是了解DPSK機(jī)理，開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)的有益參考，這也是該論文能夠在一千七百篇論文里被引用次數(shù)最多的原因，無疑已經(jīng)成為DPSK研究的經(jīng)典論文。
    排名第二的論文來自比利時(shí)Ghent大學(xué)課題組，在05年01月JLT上撰寫的題名為“Nanophotonic Waveguides in Silicon-on-Insulator Fabricated With CMOS Technology”（Vol. 23: 401- 412）的論文，累積被引用51次。這是一篇有關(guān)硅納米波導(dǎo)制作工藝的研究，當(dāng)使用硅做芯層，氧化硅做包層時(shí)，利用芯層和包層的大折射率差，可以讓波導(dǎo)尺寸小型化，例如單模矩形波導(dǎo)的截面尺寸可以壓縮至220×220nm2左右。這樣原來一個(gè)幾毫米甚至幾厘米的器件，可以在幾百平方微米的平面內(nèi)被制作出來，從而揭開了超密度大規(guī)模光子集成的序幕。另一個(gè)顯著特點(diǎn)是這樣的納米波導(dǎo)器件，由于厚度很小，只有幾百納米，因此不再需要傳統(tǒng)集成光學(xué)的復(fù)雜工序，像這篇論文一樣，僅采用類似CMOS工藝的深紫外光刻技術(shù)，就可以像平板印刷那樣制作光集成器件。而這篇論文的特點(diǎn)就在于其工藝描述細(xì)致全面，能夠解決很多具體實(shí)驗(yàn)中碰到的細(xì)節(jié)問題，比如一次印刷后如何處理各個(gè)元件間的失配，如何降低刻蝕端面的粗糙度等。論文暗示硅納米集成波導(dǎo)是優(yōu)于光子晶體波導(dǎo)的技術(shù)，在高密度集成下仍可以保持低損耗。其傳輸損耗可以低至0.24dB/mm，而對(duì)一個(gè)幾百平方微米的器件，其傳輸損耗幾乎可以忽略。
    排名第三的論文是丹麥研究者于05年01月發(fā)表的題為“Integrated Optical Components Utilizing Long-Range Surface Plasmon Polaritons”（Vol.23: 413-422）的論文，累積被引用45次。和前面提到的硅納米波導(dǎo)一樣，表面等離子波導(dǎo)是另一種近來研究異常火熱的技術(shù)，目標(biāo)也是讓光電器件小型化。這里說的表面等離子波導(dǎo)一般是在兩個(gè)金屬片之間夾一層介質(zhì)，或兩個(gè)介質(zhì)中夾一個(gè)小的金屬片形成波導(dǎo)。光以表面等離子波的形式貼在金屬和介質(zhì)的分界面向前傳輸。由于金屬具有負(fù)介電常數(shù)的特性，因此形成波導(dǎo)的等效折射率可以非常的大，能夠在納米的尺度內(nèi)導(dǎo)光，從而讓該結(jié)構(gòu)有了許多新穎應(yīng)用。該篇論文是對(duì)表面等離子波導(dǎo)理論和實(shí)驗(yàn)研究的一篇論文，分析了不同金屬、介質(zhì)層厚度下的模場(chǎng)特征，并制作了光耦合器，光功分器等簡(jiǎn)單集成器件。比如一個(gè)通常的Y分支分束器長(zhǎng)度在幾個(gè)厘米左右，但采用了表面等離子導(dǎo)技術(shù)后可以讓器件縮小到一毫米左右。然而影響該技術(shù)應(yīng)用的主要瓶頸是該波導(dǎo)較大的損耗，其傳輸損耗約6dB/cm，一個(gè)15mm彎曲半徑下的彎曲損耗也達(dá)5dB左右。損耗的主要來源是金屬的吸收。
    排名第四的論文是西班牙研究者于05年02月發(fā)表的題為“Discrete-Time Optical Processing of Microwave Signals”（Vol. 23: 702-723）的論文，累積被引用45次。這是一篇微波光子學(xué)的研究，這也是目前非常受推崇的一個(gè)研究領(lǐng)域，其融合了微波學(xué)和光學(xué)的優(yōu)勢(shì)，讓其相互互補(bǔ)，有許多新穎的應(yīng)用，在通訊上最有代表性的就是ROF（radio over fiber）技術(shù)。而這篇文章是屬于信號(hào)處理方面的一個(gè)應(yīng)用，利用光學(xué)濾波來對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行處理。作者以長(zhǎng)達(dá)22頁的篇幅描述了非相干不等時(shí)間采用對(duì)微波信號(hào)處理的原理、應(yīng)用和當(dāng)前技術(shù)發(fā)展。
    排名第五的論文是Korea Telecom (KT)研究者于04年11月發(fā)表的題為“Fiber-to-the-Home Services Based on Wavelength-Division-Multiplexing Passive Optical Network”（Vol. 22: 2582-2591）的論文，累積被引用36次。顯然從題名可以看到這是一篇利用WDM-PON實(shí)現(xiàn)FTTH的應(yīng)用研究。由于是韓國(guó)系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商的研究論文，因此更側(cè)重于實(shí)用性，作者主要面向捆綁式的三網(wǎng)合一服務(wù)（TPS），同時(shí)提供數(shù)字電視（視頻），寬帶上網(wǎng)（數(shù)據(jù)）以及電話通話技術(shù)（語音）三重接入。作者使用自發(fā)輻射放大（ASE）的Fabry–Pérot激光二級(jí)管作光源，熱穩(wěn)定的AWG做波分復(fù)用器，在網(wǎng)絡(luò)第二層結(jié)合了以太網(wǎng)技術(shù)，能提供32通道，單通道125Mb/s的傳輸。
    總結(jié)一下，這五篇論文基本概況了當(dāng)前光通訊應(yīng)用的幾個(gè)熱點(diǎn)方向，既有網(wǎng)絡(luò)相關(guān)，也有器件的技術(shù)發(fā)展。而值得注意的是除了第三篇以外，其余四篇論文都是特邀論文，可見由于特邀論文作者在這個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)做出相當(dāng)多有影響力工作，因此他們的論文條例更清晰，能高瞻遠(yuǎn)矚的展現(xiàn)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，因此受到更多關(guān)注。另外，也能發(fā)現(xiàn)，前三篇論文都來自05年01月，因?yàn)檫@期論文是04年OFC大會(huì)的一個(gè)總結(jié)專刊，由此也足見OFC對(duì)光通訊技術(shù)發(fā)展的影響力。