欧美亚洲美日更新在线_国产av无码图_91精品无码中文字幕在线_久久人妻中文字幕乱码_亚洲无码视频一二三区在线

2014年12月PTL光通信論文評(píng)析

光纖在線編輯部  2015-02-05 14:37:19  文章來(lái)源:綜合整理  版權(quán)所有,未經(jīng)許可嚴(yán)禁轉(zhuǎn)載.

導(dǎo)讀:

光纖在線特邀編輯:邵宇豐 方安樂(lè)
2014年12月出版的PTL主要刊登了以下一些方向的文章,包括:激光器、無(wú)源光子器件、太赫茲光波導(dǎo)、光網(wǎng)絡(luò)及子系統(tǒng)等,筆者將逐一評(píng)析。
1.激光器
    摻釔光纖激光器由于具有高效、大功率縮放比以及光束質(zhì)量良好等優(yōu)點(diǎn),因而在最近十年來(lái)得到了極大的關(guān)注和發(fā)展。二氧化硅玻璃中釔離子的光學(xué)特性可以使得激光器的輸出光譜寬度覆蓋976nm—1200nm波段。為了達(dá)到較高的輸出功率,人們往往選擇C波段的1060nm到1080nm波長(zhǎng)區(qū)間作為中心輸出波長(zhǎng)。相反,L波段的摻釔光纖激光器的功率非常低。換句話說(shuō),L波段的高功率激光器具有很重大的應(yīng)用前景。目前所報(bào)道的多波長(zhǎng)激光器主要應(yīng)用于C波段 , 隨著通信容量需求的提升,應(yīng)用于 L波段的多波長(zhǎng)激光器也引起關(guān)注。L波段摻餌光纖放大器( EDFA) 的增益不但高,且具有天然的平坦性,所以在波分復(fù)用系統(tǒng)中的應(yīng)用受到越來(lái)越多的重視。在用作測(cè)試光纖放大器的各種光源中,光纖激光器具有閾值低、波長(zhǎng)易調(diào)諧以及容易與光纖連接等優(yōu)點(diǎn)。與外腔半導(dǎo)體激光器相比,光纖激光器雖然調(diào)諧帶寬受到增益帶寬的限制,但是具有低的相干性和偏振特性,因此是較為理想的測(cè)試光源 。最近,中國(guó)國(guó)防科技大學(xué)的科研人員實(shí)驗(yàn)報(bào)道了中心輸出波長(zhǎng)為1150納米的二極管泵浦的摻釔光纖激光器。該激光器采用了傳統(tǒng)的雙胞層摻釔光纖,其運(yùn)行環(huán)境為室溫。由兩個(gè)976納米的激光二極管直接泵浦,激光腔由一對(duì)光纖布拉格光柵和一根摻釔光纖組成,其中光纖布拉格光柵的中心波長(zhǎng)為1150納米,反射率達(dá)到99%。而另一個(gè)反射率為74%的光纖布拉格光柵作為輸出耦合器。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的最大輸出功率為52.6W,其斜率效能高達(dá)60%。這是迄今為止所報(bào)道的長(zhǎng)波段二極管泵浦摻餌光纖激光器所能達(dá)到的最大輸出功率。

    布里淵光纖激光器由于其極窄的線寬、極好的相干性和多波長(zhǎng)穩(wěn)定輸出的能力,在光纖陀螺、光纖傳感、密集波分復(fù)用( DWDM) 以及相干光通信系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用,是目前國(guó)際上激光技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。目前,布里淵光纖激光器的研究方向主要包括:布里淵調(diào)Q光纖激光器、多波長(zhǎng)布里淵光纖激光器和布里淵窄線寬光纖激光器!≌寬光纖激光器是光纖激光器的一個(gè)主要研究方向,它以線寬窄、低噪聲等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于光纖傳感、光纖遙感以及光纖通信等領(lǐng)域。如果只允許一個(gè)縱摸振蕩,則形成單頻激光器,其輸出光具有極高的時(shí)間相干性。目前,研究人員已經(jīng)提出了多種壓窄線寬的方法,主要有3種:第一種方法是用波長(zhǎng)選擇器件( 如可調(diào)濾波器、布拉格光柵、光纖環(huán)形鏡、偏振控制器等) 限制增益譜內(nèi)起振的縱模數(shù),讓滿足特定條件的少數(shù)激光頻率的光振蕩起來(lái),起到壓窄線寬的作用;第二種方法為飽和吸收體法;第三種方法為非相干技術(shù)法。布里淵窄線寬光纖激光器利用受激布里淵散射作為增益介質(zhì),將激光器的激射模式限制在帶寬只有約20 GHz 的布里淵增益區(qū)內(nèi),得到線寬很窄,甚至只有幾赫茲的激光輸出,成為窄線寬光纖激光器研究中很有前途的發(fā)展方向。最近,香港大學(xué)電氣與電子工程系的研究人員提出了一種混合布里淵摻餌光纖激光器。研究人員將基于自動(dòng)跟蹤濾波器的飽和吸收器引入該激光系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)單縱模輸出。實(shí)驗(yàn)證實(shí)在使用了150米長(zhǎng)的布里淵增益介質(zhì)的情況下,激光器的線寬縮小比例為166。同時(shí),采用腔內(nèi)摻餌光纖放大器來(lái)補(bǔ)償由模式選擇器件帶來(lái)的損耗問(wèn)題。在980納米波長(zhǎng)120mW的泵浦光功率下測(cè)得的布里淵泵浦閾值功率為3mW,最大輸出功率為7mW。此外,自動(dòng)跟蹤濾波器的引入不但抑制了自發(fā)輻射,而且還使得該激光器的帶寬調(diào)諧范圍覆蓋了整個(gè)C帶頻段。
微腔激光器是近年來(lái)電子學(xué)和光子學(xué)中蓬勃發(fā)展的一個(gè)新領(lǐng)域 , 其核心 部分為其中的微諧振腔(簡(jiǎn)稱微腔)。微腔激光器是諧振腔尺度在光波波長(zhǎng)量級(jí)的激光器。它具有低閡值、高轉(zhuǎn)化效率、高速調(diào)制等特點(diǎn)。目前,其主要結(jié)構(gòu)、形式有垂直腔面發(fā)射激光器和微盤(pán)激光器。垂直腔面發(fā)射激光器一般是以高反射率的多層介質(zhì)膜作為平面腔鏡,激光垂直于腔鏡表面出射;微盤(pán)激光器則是利用彎曲介面的全反射形成腔限制,以回音壁模式作為主要諧振模式。微腔激光器相比傳統(tǒng)的法布里波羅激光器,前者在芯片級(jí)的光子集成回路上具有更大的應(yīng)用前景,例如信息處理、光學(xué)傳感等。最近,新加坡科學(xué)與工程委員會(huì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)研究所的研究人員提出了一種緊湊型的正方形微腔激光器,該激光器是在基于磷化銦的多量子阱材料平臺(tái)實(shí)現(xiàn)的。研究人員同時(shí)對(duì)該激光器的輸出特性進(jìn)行了數(shù)值模型分析和實(shí)驗(yàn)表征,并且與相同平臺(tái)上的其它類型的微盤(pán)激光器特性做了比較分析。結(jié)果表明,該微腔激光器具有較低的受激輻射閾值,并且相對(duì)微盤(pán)激光器而言具有較高的效率差異。此外,該微腔激光器具有很高的質(zhì)量因子和泵浦注入效率,其運(yùn)行環(huán)境對(duì)溫度不敏感。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)芯片級(jí)光源的應(yīng)用具有重要的意義。
2.無(wú)源光子器件
手性超常介質(zhì)(metamaterials)的發(fā)展推動(dòng)了納米光子學(xué)的進(jìn)步。現(xiàn)今,基于超常介質(zhì)的二次諧波產(chǎn)生,電磁隱身,負(fù)折射率超常介質(zhì)以及圓偏振敏感性等研究方向都可運(yùn)用幾何手性設(shè)計(jì)超常介質(zhì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。手性超常介質(zhì)的一個(gè)特別重要性在于它可以在納米尺度上很好地辨別光的各種圓偏振態(tài)。此外,這類超常介質(zhì)還可以用于分子立體化學(xué)探測(cè),氨基酸結(jié)構(gòu)測(cè)量、蛋白質(zhì)以及病毒探測(cè)或者作為安全量子信息系統(tǒng)的一部分。與此同時(shí),納米光刻技術(shù)使得等離子體超表面在這些領(lǐng)域的應(yīng)用變得越來(lái)越貼近現(xiàn)實(shí)。最近的一些相關(guān)報(bào)道證實(shí)平面超表面可以依靠正常入射電磁波的圓偏振態(tài)辨識(shí)光在傳輸特性上的一些差異。澳大利亞墨爾本大學(xué)物理學(xué)院的研究人員提出了一種基于手性等離子體超表面的圓偏振濾波器件。這種手性超表面是由一個(gè)金屬薄膜上的納米尺度溝槽陣列組成的,該結(jié)構(gòu)對(duì)左圓偏振光和右圓偏振光的響應(yīng)具有不對(duì)稱性。這種濾波器的工作原理是基于納米孔徑對(duì)陣列的遠(yuǎn)場(chǎng)干涉效應(yīng)。研究結(jié)果表明該濾波器的性能在理論和實(shí)驗(yàn)上保持高度一致。此外,他們還發(fā)現(xiàn)通過(guò)這種微結(jié)構(gòu)的左圓偏振光和右圓偏振光的透射譜有10%的差異。這種超緊湊型濾波器可應(yīng)用于遙感技術(shù)和先進(jìn)遠(yuǎn)程通信等領(lǐng)域。
光纖傳感器與普通機(jī)械、電子類傳感器相比,它具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、電絕緣性好、耐腐蝕、測(cè)量范圍廣、體積小以及傳輸容量大等優(yōu)點(diǎn),被廣泛地用于醫(yī)療、交通、電力、機(jī)械、航空航天等各個(gè)領(lǐng)域。近年來(lái),高精度、高速度測(cè)量物體位移越來(lái)越受到注重,特別是對(duì)狹小空間的小位移量的測(cè)量正在進(jìn)行大量的研究和探討。因此,利用具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的光纖傳感技術(shù)的位移測(cè)量越來(lái)越受到人們的重視近年來(lái),隨著光纖光學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,各種類型的光纖傳感器已可用于實(shí)現(xiàn)微小位移的測(cè)定。這些傳感器具有很多優(yōu)點(diǎn),其中包括對(duì)電磁免疫,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,在光電信號(hào)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中良好的互聯(lián)性,以及實(shí)時(shí)傳感特性等。光學(xué)技術(shù)尤其在微小位移傳感領(lǐng)域具有大量的應(yīng)用。光纖光位移傳感器可用于快速或自動(dòng)化測(cè)量。光纖位移傳感器也可分為傳光型光纖傳感器和傳感型光纖傳感器。其中,光纖微彎位移傳感器利用微彎效應(yīng)制作的光纖位移傳感器是一種典型的內(nèi)調(diào)制式光纖傳感,它利用光纖的微彎損耗來(lái)檢測(cè)外界位移的變化。一根多模光纖從一對(duì)機(jī)械變形器中間通過(guò),當(dāng)變形器受到微擾(位移)作用時(shí),光纖沿軸線產(chǎn)生周期性微彎曲。光纖的隨機(jī)彎曲引起光纖中的一部分光被泄露到包層中去,通過(guò)檢測(cè)光纖纖芯中的傳導(dǎo)光功率或包層中泄露光功率的變化,就能測(cè)量出與之成一定關(guān)系的位移大小。最近,北京交通大學(xué)全光網(wǎng)絡(luò)與先進(jìn)光通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的研究人員提出了一種基于馬赫曾德干涉儀的光纖傳感器,該傳感器由兩個(gè)級(jí)聯(lián)的光纖定向耦合器組成,主要用于高靈敏型的微小位移測(cè)量。光透射譜的自由光譜范圍將隨著傳感器臂中的缺口尺寸變化而變化,該原理被研究人員首次用于傳感位移變化。實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果與數(shù)值仿真結(jié)果吻合的相當(dāng)好,該傳感器的最大位移靈敏度達(dá)到了66nm/μm,是其它類型的光纖位移傳感器的40倍。此外,通過(guò)增大光源和信號(hào)探測(cè)器的波長(zhǎng)范圍可提升該位移傳感器的靈敏度。圖二為這種光纖位移傳感器的實(shí)驗(yàn)裝置圖。

3.太赫茲光波導(dǎo)
太赫茲(THz)通信是一個(gè)極其具應(yīng)用前景的技術(shù),THz波有非常寬的還沒(méi)有分配的頻帶,并且具有傳輸速率高、方向性好、安全性好、散射角小及穿透性好等許多特性。上世紀(jì)九十年代前,由于缺乏有效的THz源及檢測(cè)技術(shù),致使人們對(duì)THz波的認(rèn)識(shí)非常有限,THz成為電磁波譜上的空隙。近十年來(lái)激光等新技術(shù)及電真空技術(shù)的迅速發(fā)展為T(mén)Hz的產(chǎn)生提供了可靠的源,THz檢測(cè)技術(shù)也獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展。當(dāng)今大多數(shù)太赫茲系統(tǒng)都是利用自由空間作為太赫茲波傳輸?shù)拿浇。THz波傳輸?shù)男诺朗锹?lián)系THz波發(fā)射及接收兩部分的中間紐帶,在整個(gè)THz應(yīng)用來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的部分。在近距離及室內(nèi)應(yīng)用而言,除了利用空間直接傳輸信息外,還可采用各種介質(zhì)波導(dǎo)來(lái)傳輸以克服Thz波在近地大氣中水蒸氣吸收極大的缺點(diǎn)。眾所周知,自由空間中的太赫茲傳輸將會(huì)遇到各種各樣的困難和障礙,包括周圍大氣層環(huán)境導(dǎo)致的不確定吸收損耗,發(fā)射接收機(jī)校準(zhǔn)相關(guān)以及其他問(wèn)題。為了克服這些困難,研究人員提出用制導(dǎo)傳輸取代非制導(dǎo)傳輸。人們發(fā)現(xiàn)太赫茲波可以在各種傳統(tǒng)的金屬波導(dǎo)中傳輸。隨后,塑料亞波長(zhǎng)光纖由于具有很低的材料損耗而走進(jìn)了人們的視野,為了將材料損耗降低到更低的數(shù)量級(jí),光子晶體光纖、空心光纖以及聚合物多孔光纖逐漸成為太赫茲波導(dǎo)的更佳選擇。在上述諸多的波導(dǎo)中,亞波長(zhǎng)多孔光纖所展示出的一些優(yōu)點(diǎn)如損耗極低、設(shè)計(jì)和構(gòu)造的靈活性和較小的光纖直徑。此外,多孔光纖的色散可以很好的人為控制。在這種光纖中,由于纖芯的亞波長(zhǎng)直徑,基態(tài)導(dǎo)波模將圍繞著空氣-包層,因而可得到很低的吸收損耗。最近,孟加拉國(guó)拉杰沙希工程技術(shù)大學(xué)電子與電氣工程系的研究人員報(bào)道了一種具有超低材料損耗和在通信窗口具有近零色散的光子晶體光纖,這種光纖非常適合太赫茲波的導(dǎo)引傳輸。他們采用有限元分析法完美匹配各層的圓形邊界以考察光纖的導(dǎo)波特性。數(shù)值結(jié)果表明在1.0-1.8THz的頻譜范圍內(nèi)可由這種光子晶體光纖實(shí)現(xiàn)在1.0THz波段的超低材料吸收損耗(0.056cm-1),以及值為±0.18ps/THz/cm的近零平坦色散。
4.光網(wǎng)絡(luò)及子系統(tǒng)
光載無(wú)線通信radio-over-fiber(ROF)技術(shù)是應(yīng)高速大容量無(wú)線通信需求,新興發(fā)展起來(lái)的將光纖通信和無(wú)線通信結(jié)合起來(lái)的無(wú)線接入技術(shù)。該技術(shù)利用光纖和高頻無(wú)線電波各自的優(yōu)點(diǎn),能實(shí)現(xiàn)大容量、低成本的射頻信號(hào)有線傳輸和超寬帶無(wú)線接入,具有低損耗、高帶寬、不受無(wú)線頻率的干擾、便于安裝和維護(hù)、功率消耗小以及操作更具靈活等優(yōu)點(diǎn),F(xiàn)如今,有大量的研究人員從事ROF傳輸方面的研究,然而ROF系統(tǒng)常常受到非線性失真和信號(hào)衰減的問(wèn)題的困擾,系統(tǒng)必須引入相關(guān)的線性化技術(shù)如數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)或模擬信號(hào)處理技術(shù),來(lái)補(bǔ)償損耗或消除信號(hào)失真;蛘卟坏貌缓馁M(fèi)更多的設(shè)計(jì)成本,從而導(dǎo)致一個(gè)更復(fù)雜或者低性價(jià)比的解決方案。為了解決這類模擬ROF問(wèn)題,人們提出了一種新型的數(shù)字化ROF方案。該方案采用一個(gè)帶通采樣技術(shù)以實(shí)現(xiàn)模擬-數(shù)字或者數(shù)字-模擬之間的轉(zhuǎn)換。一個(gè)模擬信號(hào)在中心單元被適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字脈沖串,經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)的數(shù)字光纖-光鏈路傳輸,然后在終端被成功地恢復(fù)。在采用數(shù)字通信鏈路的花費(fèi)成本方面,盡管早先的數(shù)字ROF技術(shù)不但在中心單元需要一些額外的信號(hào)處理模塊,而且在終端也需要相應(yīng)的信號(hào)處理模塊。此外,根據(jù)帶通采樣步驟,一旦為某個(gè)特定的射頻區(qū)間設(shè)計(jì)DROF信號(hào)處理模塊,那么這些信號(hào)處理模塊將很難得到在其他頻段的再利用。最近,韓國(guó)大田電子與通信研究所的研究人員提出了一種數(shù)字化中頻無(wú)線傳輸系統(tǒng)。該傳輸系統(tǒng)基于Δ-σ調(diào)制技術(shù),采用已實(shí)現(xiàn)的130nm CMOS模塊,一個(gè)64-qam的10MHz信號(hào)被成功地?cái)?shù)字化,并傳輸通過(guò)整個(gè)數(shù)字光纖-光鏈路系統(tǒng)。研究人員分析了傳輸信號(hào)的光譜、誤差矢量幅度和星座圖。分析結(jié)果表明,接收到的長(zhǎng)期演進(jìn)中頻信號(hào)(LTE-IF)和量化噪聲的功率等級(jí)差大于45dB,在接收端接收到的LTE信號(hào)的誤差矢量幅度為2.48%。

隨著云計(jì)算、社交媒體和移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展,因特網(wǎng)和個(gè)人業(yè)務(wù)的帶寬需求以每30%到60%的速度持續(xù)增長(zhǎng)。業(yè)務(wù)帶寬的增長(zhǎng)趨勢(shì)與降低單位比特成本的需求相結(jié)合,更加突顯了高速光傳輸接口和高頻譜效率技術(shù)的重要性。基于數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的光接入方案已被認(rèn)為是一種可提高系統(tǒng)系能并能支持新興服務(wù)應(yīng)用的寬帶接入解決方案。最近,日本電話電報(bào)公司接入網(wǎng)服務(wù)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的研究人員提出了一種新型的適用于正交頻分多址復(fù)用無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的光線路終端接收機(jī)。這種終端接收機(jī)由一個(gè)基于光相干探測(cè)的光增益控制單元構(gòu)成。研究結(jié)果表明該終端接收機(jī)可標(biāo)準(zhǔn)化具有不同功率等級(jí)的上行正交頻分復(fù)用信號(hào),因而可以減弱OFDM/TDMA-PON系統(tǒng)中大量的限制因素。實(shí)驗(yàn)得到的接收機(jī)的動(dòng)態(tài)接受范圍為25dB,系統(tǒng)功率預(yù)算為29dB。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)滿足當(dāng)前PON網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的動(dòng)態(tài)范圍和功率預(yù)算時(shí),該終端線路接收機(jī)也將滿足由OFDM信號(hào)造成的線性需求。

關(guān)鍵字: PTL JLT
光纖在線

光纖在線公眾號(hào)

更多猛料!歡迎掃描左方二維碼關(guān)注光纖在線官方微信

熱門(mén)搜索

熱門(mén)新聞

最新簡(jiǎn)歷

  • 陳** 廣東 副總經(jīng)理/副總裁生產(chǎn)經(jīng)理/主管營(yíng)運(yùn)經(jīng)理/主管
  • 劉** 恩施 技術(shù)支持工程師生產(chǎn)線領(lǐng)班/線長(zhǎng)技術(shù)/工藝設(shè)計(jì)工程師
  • 張** 嘉興 研發(fā)/開(kāi)發(fā)工程師技術(shù)支持工程師
  • 梁** 東莞 品質(zhì)/測(cè)試工程師
  • 朱** 宜春 技術(shù)支持工程師培訓(xùn)專員采購(gòu)經(jīng)理/主管

展會(huì)速遞

微信掃描二維碼
使用“掃一掃”即可將網(wǎng)頁(yè)分享至朋友圈。