光纖在線特邀編輯：邵宇豐 李長(zhǎng)祥 馬文哲 季幸平
 2016年11月出版的JLT主要刊登了以下一些方向的文章，包括：光網(wǎng)絡(luò)及其子系統(tǒng)、無(wú)源和有源光子器件、光傳輸、光調(diào)制與光信號(hào)處理、光纖技術(shù)，筆者將逐一評(píng)析。 
光網(wǎng)絡(luò)及子系統(tǒng)
    山東大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院的科研人員，采用位于中心局（CO）的光碼域反射計(jì)（OCDR）和光時(shí)域反射計(jì)（OTDR）對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生的故障進(jìn)行檢測(cè)和排除。此方案結(jié)合了光時(shí)域反射計(jì)（OTDR）方案和光編碼方案的優(yōu)點(diǎn)，可以以較低的成本監(jiān)控整個(gè)長(zhǎng)距離無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（LR-PON）。中心局（CO）中的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)（NMS）可以通過(guò)監(jiān)控信息實(shí)現(xiàn)初始化監(jiān)控，定位故障，并保護(hù)長(zhǎng)距離無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（LR-PON）免受多個(gè)故障的影響。通過(guò)光編碼技術(shù)確定光纖鏈路故障后，可以通過(guò)光時(shí)域反射計(jì)（OTDR）精確定位故障點(diǎn)。光時(shí)域反射計(jì)（OTDR）精確定位和保護(hù)方案可以同時(shí)進(jìn)行，從而可以節(jié)省恢復(fù)時(shí)間。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明所提出的光通信網(wǎng)絡(luò)具有一定的可行性和高效性，并且可以支持網(wǎng)絡(luò)中高容量通信傳輸。
    來(lái)自英國(guó)班戈大學(xué)電子工程學(xué)院的科研人員首次提出并研究了一種新型信號(hào)傳輸技術(shù)，此技術(shù)被命名為子載波導(dǎo)引功率調(diào)制光正交頻分疊加復(fù)用(SIPM-OOFDM-SPM)。子載波導(dǎo)引功率調(diào)制(SIPM)是通過(guò)將高（低）階信號(hào)調(diào)制格式分配給高（低）功率子載波的方式，來(lái)自動(dòng)創(chuàng)建攜帶信息子載波的功率模式。疊加復(fù)用(SPM)被添加到不同信號(hào)調(diào)制格式的編碼復(fù)數(shù)中，并將其總和分配給高功率子載波。與傳統(tǒng)光正交頻分復(fù)用(OOFDM)技術(shù)相比，子載波導(dǎo)引功率調(diào)制(SIPM)和疊加復(fù)用(SPM)可以傳送額外的信息。在強(qiáng)度調(diào)制直接檢測(cè)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)(IMDD PON)系統(tǒng)中，子載波索引功率調(diào)制光正交頻分疊加復(fù)用(SIPM-OOFDM-SPM)技術(shù)顯著增加了信號(hào)傳輸容量、減少了鏈路功率預(yù)算及擴(kuò)大了系統(tǒng)對(duì)色散和光纖非線性的性能容限。

圖1. SIPM-OOFDM-SPM收發(fā)機(jī)及傳輸系統(tǒng)的示意圖
    來(lái)自云南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院、康戈迪亞大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系光子學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科研人員，分別在采用直接調(diào)制和外部調(diào)制的光載無(wú)線通信系統(tǒng)（ROF）中，設(shè)計(jì)并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了一種雙肖特基二極管，并實(shí)現(xiàn)了基于超寬帶預(yù)失真電路（PDC）使其線性化的過(guò)程。超寬帶預(yù)失真電路（PDC）中的雙肖特基二極管可用于減少資源占用和提高系統(tǒng)帶寬，參數(shù)測(cè)量顯示，該電路可在頻率高達(dá)40 GHz的情況下正常工作�？蒲腥藛T根據(jù)超寬帶預(yù)失真電路（PDC）提出了第三階互調(diào)失真（IMD3）理論，并通過(guò)分析WiFi信號(hào)（2.4 GHz）的兩項(xiàng)數(shù)值：無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）和誤差矢量幅度（EVM）來(lái)驗(yàn)證該理論。結(jié)果顯示，此理論與實(shí)驗(yàn)測(cè)量的數(shù)據(jù)相互吻合。對(duì)于直接調(diào)制下光載無(wú)線通信系統(tǒng)（ROF）中的超寬帶預(yù)失真電路（PDC），其無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）提高了約12dB。對(duì)于使用馬赫曾德?tīng)栒{(diào)制器（MZM）作為外部調(diào)制的光載無(wú)線通信系統(tǒng)（ROF），當(dāng)頻率范圍為2至30 GHz時(shí)，其超寬帶預(yù)失真電路（PDC）的無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）提高了約5dB。特別的是，當(dāng)頻率范圍為2至5 GHz時(shí)，無(wú)雜散動(dòng)態(tài)范圍（SFDR）甚至可以提高12dB。而對(duì)于此外調(diào)制系統(tǒng)中2.4GHz的WiFi信號(hào)來(lái)說(shuō)，在背靠背情況下，誤差矢量幅度（EVM）可提高5.15dB；在經(jīng)過(guò)20公里單模光纖傳輸?shù)囊院�，誤差矢量幅度（EVM）可提高3.5dB。

圖2. 直接調(diào)制RoF光纖無(wú)線傳輸系統(tǒng)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置

無(wú)源和有源光子器件
    來(lái)自印度班加羅爾大學(xué)電子通信工程系的科研人員，通過(guò)使用熱光調(diào)諧，提出了并詳細(xì)分析了級(jí)聯(lián)微環(huán)傳感器全范圍檢測(cè)，同時(shí)演示了實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程。級(jí)聯(lián)微環(huán)傳感器將頻譜偏移轉(zhuǎn)換為強(qiáng)度變化，減少了用于感測(cè)光譜分析昂貴設(shè)備的使用。該傳感器不采用調(diào)諧仍然可以實(shí)現(xiàn)高靈敏度，但是只能進(jìn)行小范圍檢測(cè)。因?yàn)閱蝹�(gè)微環(huán)光譜之間的低重疊強(qiáng)度輸出趨向于零。若在其中一個(gè)微環(huán)中使用熱光調(diào)諧，就可以達(dá)到擴(kuò)展檢測(cè)范圍的目的。監(jiān)測(cè)范圍可以達(dá)到探測(cè)微環(huán)整個(gè)自由光譜的范圍（FSR）。此外，科研人員分析了諧振線寬和微環(huán)的自由光譜范圍（FSR）對(duì)輸出強(qiáng)度峰值寬度的影響。通過(guò)使用全自由光譜范圍（FSR）熱光調(diào)諧，科研人員證明了半徑為100米微環(huán)傳感器的總檢測(cè)范圍為0.0241折射率單位（RIU），檢測(cè)限為4.6×10 -5折射率單位（RIU）�；�于光電探測(cè)器的信號(hào)讀出與互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)兼容可制造性的結(jié)合,將加快該設(shè)備用于基于硅光學(xué)傳感平臺(tái)的進(jìn)程。

    來(lái)自中國(guó)南京航空航天大學(xué)信息和航海學(xué)院的科研人員，研究并提出了一種基于倍頻運(yùn)算的新型電光移頻器。此移頻器采用集成雙極化正交相移鍵控（DP-QPSK）調(diào)制器，運(yùn)用了高階光學(xué)單邊帶調(diào)制和偏振復(fù)用技術(shù)。通過(guò)改變調(diào)制器直流（DC）偏置的相位和輸入射頻（RF）信號(hào)之間的相位差，科研人員用兩個(gè)四階正交相移鍵控（QPSK）調(diào)制器產(chǎn)生兩個(gè)高階的單邊帶（SSB）調(diào)制信號(hào)。之后，科研人員對(duì)兩個(gè)光信號(hào)進(jìn)行偏振復(fù)用，然后投影到一個(gè)方向以去除低階邊帶保留高階邊帶。接著對(duì)調(diào)制器的最優(yōu)調(diào)制指數(shù)進(jìn)行了數(shù)值分析。這種方法的顯著優(yōu)點(diǎn)是能夠產(chǎn)生連續(xù)且超寬可調(diào)諧范圍（大于±100 GHz）的頻移，并且具有準(zhǔn)確、簡(jiǎn)單且靈動(dòng)的優(yōu)勢(shì)�？蒲腥藛T通過(guò)倍頻光頻移器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了可以實(shí)現(xiàn)-36GHz到36GHz的連續(xù)頻移。

    來(lái)自臺(tái)灣高雄國(guó)立中山大學(xué)光子系的科研人員，提出了由傳統(tǒng)的實(shí)芯纖維(SCF)和中空心纖維(HCF)組成的新型光纖耦合器。中空心纖維（HCF）的中空核可以填充各種功能液體，因此其在調(diào)整光子的引導(dǎo)性質(zhì)方面具有很強(qiáng)的靈活性，能夠用作通用光纖傳感裝置。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，此耦合器的靈敏度為73000nm / RIU。與磁感應(yīng)靈敏度為10-7emu，精度為±1％的振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)相比，新的光纖耦合器具有較高的靈敏度為2.4×10-10emu是常規(guī)光譜分析儀最佳性能條件下精度的±1.3×10-2％。

    來(lái)自伊朗沙希德•貝赫什提大學(xué)電氣工程學(xué)院的科研人員，基于波長(zhǎng)調(diào)制的一維光子晶體，設(shè)計(jì)并制造了一種新的光敏微型機(jī)電（MEMS）加速度計(jì)，該光學(xué)儀器主要由空氣介質(zhì)多層光子帶隙（PBG）材料、典型的LED光源、光電二極管和集成光波導(dǎo)四個(gè)部分組成。該加速度計(jì)所具有的重要優(yōu)勢(shì)包括：高可靠性、可忽略不計(jì)的交叉軸靈敏度、在整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)具有良好的線性度、整合能力和相對(duì)較寬的測(cè)量范圍�；�于仿真的結(jié)果，所得的傳感器功能特性如下：機(jī)械靈敏度為3.18dB/g、光學(xué)靈敏度為1.17dB、線性測(cè)量范圍為22g、共振頻率為8908Hz、交叉軸靈敏度為0dB�；�于這些光敏微型機(jī)電（MEMS）加速度計(jì)的功能特性，科研人員設(shè)計(jì)的裝置可廣泛應(yīng)用于慣性導(dǎo)航、電子消費(fèi)等領(lǐng)域。

 光傳輸

    來(lái)自斯洛文尼亞馬里博爾大學(xué)電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院的科研人員，提出了一種高效光纖布拉格光柵（FBG）傳感器集成系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用的標(biāo)準(zhǔn)電信光電組件較少。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電信分布反饋(DFB)激光二極管能夠產(chǎn)生波長(zhǎng)掃描光脈沖。該激光二極管的驅(qū)動(dòng)脈沖是高幅度（大于3安）和短持續(xù)時(shí)間（300納秒）的電流。此實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了超過(guò)10納米總激光二極管的波長(zhǎng)掃描，并可以在類(lèi)似波長(zhǎng)內(nèi)同時(shí)詢(xún)問(wèn)幾個(gè)光纖布拉格光柵（FBG）傳感器。應(yīng)用短持續(xù)時(shí)間波長(zhǎng)掃描光脈沖，可以時(shí)分復(fù)用包含具有重疊特征波長(zhǎng)在內(nèi)的小光纖布拉格光柵（FBG）傳感器陣列。當(dāng)波長(zhǎng)掃描的光脈沖，沿著其長(zhǎng)度發(fā)射到包含單個(gè)或多個(gè)光纖布拉格光柵（FBG）的光纖時(shí)，所發(fā)射脈沖的一部分將會(huì)朝向檢測(cè)器反向被反射。由于發(fā)射的脈沖波長(zhǎng)隨時(shí)間改變，所以該反射是否發(fā)生，取決于光纖布拉格光柵（FBG）傳感器特征波長(zhǎng)發(fā)生的時(shí)刻。通過(guò)測(cè)量反射光脈沖之間的時(shí)間延遲，可以確定光纖布拉格光柵（FBG）傳感器的特征波長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)展示了在采樣率為1KHz、最大采樣率超過(guò)40KHz時(shí)，光纖布拉格光柵（FBG）傳感器波長(zhǎng)的讀取分辨率超過(guò)3皮米。一個(gè)光纖下的30個(gè)光纖布拉格光柵（FBG）傳感器，讀出/解復(fù)用的能力超過(guò)3微米。

    來(lái)自牛津大學(xué)工程科學(xué)系的科研人員，研究了一種用于室內(nèi)光無(wú)線通信系統(tǒng)的超高速透明光纖-無(wú)線-光纖鏈路。實(shí)驗(yàn)通過(guò)在兩個(gè)終端處組合窄波束和自適應(yīng)光學(xué)單元以實(shí)現(xiàn)廣域覆蓋。該鏈路在0~3米范圍內(nèi)，傳輸速率為416 Gb / s和208 Gb / s時(shí)，分別具有40°和60°的寬視場(chǎng)（FOV）。光鏈路對(duì)眼睛無(wú)害，可以是雙向的，可以獲得更高的數(shù)據(jù)速率和更簡(jiǎn)單的傳輸方案�？蒲腥藛T仿真了設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，并得到了與預(yù)期一致的數(shù)據(jù)。該鏈路可以提供室內(nèi)覆蓋最快的無(wú)線鏈路。

    來(lái)自東北大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院的科研人員表明，彈性光網(wǎng)絡(luò)（EON）提供了細(xì)粒度和正交頻率間隙，用于建立在數(shù)據(jù)之間實(shí)現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中心（DC）。它包括兩個(gè)組成部分：從虛擬機(jī)到云數(shù)據(jù)中心（CDC）的節(jié)點(diǎn)映射以及從虛擬光路到光纖鏈路的鏈路映射。特別地，鏈路映射必須在頻譜連續(xù)性、一致性和非重疊性等方面滿(mǎn)足一些光纖鏈路上的剛性約束。因此，當(dāng)公共鏈路映射失敗時(shí)，科研人員就會(huì)重新優(yōu)化具有無(wú)中繼推挽頻譜移動(dòng)（PPSM）功能的虛級(jí)聯(lián)（VCAT）框架。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的框架將頻譜移動(dòng)與逆復(fù)用功能集成起來(lái)，通過(guò)有效的頻譜碎片整理可以滿(mǎn)足更多的彈性光網(wǎng)絡(luò)嵌入（EONE）請(qǐng)求�？蒲腥藛T優(yōu)化了受限緩沖器的子帶數(shù)量以補(bǔ)償接收端的差分延遲。他們使用寬松整數(shù)線性規(guī)劃（ILP）模型來(lái)解決問(wèn)題，并且還設(shè)計(jì)了針對(duì)四種不同服務(wù)的響應(yīng)啟發(fā)式排序策略。仿真結(jié)果證明，科研人員的方法在提高頻譜效率，降低彈性光網(wǎng)絡(luò)嵌入（EONE）請(qǐng)求的阻塞率方面具有優(yōu)勢(shì)。他們的工作重點(diǎn)是設(shè)計(jì)一個(gè)重新優(yōu)化的彈性光網(wǎng)絡(luò)嵌入網(wǎng)（EONE），該網(wǎng)絡(luò)具有推挽頻譜移動(dòng)（PPSM）功能的虛級(jí)聯(lián)（VCAT）框架，包括節(jié)點(diǎn)和鏈接映射過(guò)程，而不是簡(jiǎn)單的頻譜碎片整理過(guò)程。

圖3.彈性光網(wǎng)絡(luò)嵌入（EONE）的過(guò)程圖[center]
光調(diào)制與光信號(hào)處理

    來(lái)自德國(guó)納米技術(shù)學(xué)技術(shù)中心的科研人員，調(diào)查研究了用于下一代低成本400G光網(wǎng)絡(luò)的兩種網(wǎng)格編碼調(diào)制（TCM）方案。根據(jù)4級(jí)脈沖幅度調(diào)制（PAM-4）的性能來(lái)評(píng)估繼承性能。實(shí)驗(yàn)證明網(wǎng)絡(luò)編碼調(diào)制（TCM）在比特率為56和80 Gbps之間時(shí)優(yōu)于4級(jí)脈沖幅度調(diào)制（PAM-4），因此網(wǎng)絡(luò)編碼調(diào)制（TCM）是未來(lái)400G波分復(fù)用（WDM）網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)8λx50G的有效方案。由于此實(shí)驗(yàn)裝置有嚴(yán)格的帶寬限制，因此需采用前饋均衡器（FFE）和最大似然序列估計(jì)（MLSE）均衡器，才能使誤碼率（BER）低于KP4閾值(3×10-4)�？蒲腥藛T發(fā)現(xiàn)：在比特率為56 Gbps和波長(zhǎng)為1300 納米的條件下，網(wǎng)格編碼調(diào)制（TCM）可使光鏈路傳輸距離達(dá)到40公里，而使用4級(jí)脈沖幅度調(diào)制（PAM-4）時(shí)只能提供30公里的傳輸距離。當(dāng)增加比特率時(shí)，網(wǎng)格狀編碼調(diào)制（TCM）性能比4級(jí)脈沖幅度調(diào)制（PAM-4）的性能下降得更快。比特率高于80 Gbps時(shí)，網(wǎng)格狀編碼調(diào)制（TCM）與4級(jí)脈沖幅度調(diào)制（PAM-4）的性能幾乎一致。 因此在不使用更高帶寬組件的情況下， 4級(jí)脈沖幅度調(diào)制（PAM-4）更適合4λx100G的波分復(fù)用（WDM）網(wǎng)絡(luò)。

    來(lái)自雅典大學(xué)信息與通信工程系的科研人員，研究了基于寬帶光信號(hào)的超快物理隨機(jī)碼發(fā)生器。一般通過(guò)兩種方式獲得這種隨機(jī)序列，一種是半導(dǎo)體激光器相干折疊操作，另一種是放大自發(fā)發(fā)射(ASE)噪聲光電檢測(cè)。特別在第一種情況相下，混沌信號(hào)電位同步性為安全通信提供了保障�？蒲腥藛T結(jié)合了在混沌狀態(tài)下操作半導(dǎo)體激光器的兩個(gè)能力—通過(guò)適當(dāng)配置光耦合時(shí)高度同步的能力以及連接超快真隨機(jī)碼發(fā)生器的能力，并實(shí)驗(yàn)展示了一次性密碼加密通信協(xié)議。實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了無(wú)錯(cuò)誤操作、速率超過(guò) Gb/s的加密系統(tǒng)。在保證隨機(jī)種子分布的同時(shí)，在加密方案上應(yīng)用前向糾錯(cuò)編碼，從而大大減少同步真隨機(jī)比特序列的誤差并優(yōu)化了系統(tǒng)的解碼性能。

    來(lái)自美國(guó)加利福尼亞大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系、電子信息技術(shù)系的科研人員指出，無(wú)線電頻譜作為一種無(wú)約束的社會(huì)物質(zhì)基礎(chǔ)，它承載著社會(huì)、國(guó)防和商業(yè)間重要的連接，目前價(jià)值逐漸增加，成為存在的最稀缺的商品之一。這些頻譜都必須精確而嚴(yán)格的分配到窄帶窗口中，以用于蜂窩、軍事、導(dǎo)航和廣播等服務(wù)。頻帶定位最大限度地減少了各個(gè)頻譜間的相互干擾，但也要求整個(gè)蜂窩流量被限制在小于百分之一的物理射頻范圍內(nèi)。若要想突破這一限制而在任何頻段內(nèi)自由發(fā)射，則信號(hào)功率必須很小，以避免干擾現(xiàn)有的通信。假如在一個(gè)足夠?qū)挼念l譜范圍內(nèi)傳播信號(hào)，就能保證發(fā)射信號(hào)在任何波段都低于自然噪聲，然而，這對(duì)子噪聲數(shù)據(jù)通道帶來(lái)了根本性的挑戰(zhàn)：它需要檢測(cè)突發(fā)波形、分離噪聲、重建超過(guò)GHz的頻段。最終，科研人員通過(guò)300倍擴(kuò)展生成了頻譜寬度為20MHz的信號(hào)，即使遠(yuǎn)遠(yuǎn)弱于所接收的噪聲，該信號(hào)仍能被有效檢測(cè)并且重構(gòu)出來(lái)。

    來(lái)自丹麥科技大學(xué)光電工程系的科研人員，在光波分復(fù)用（WDM）通信系統(tǒng)中采用了正交幅度調(diào)制（QAM），通過(guò)數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)的方式研究了概率整形對(duì)于系統(tǒng)傳輸距離的影響。在光傳輸信道中，科研人員首先將Blahut-Arimoto算法進(jìn)行了修改和優(yōu)化，從而得到QAM符號(hào)的概率質(zhì)量函數(shù)（PMF）。然后，他們采用了基于turbo編碼的比特交織編碼調(diào)制系統(tǒng)，其依賴(lài)于多對(duì)一標(biāo)記的方法，來(lái)產(chǎn)生期望的概率質(zhì)量函數(shù)（PMF），從而實(shí)現(xiàn)整形增益。在實(shí)驗(yàn)中，同步和均衡采用的導(dǎo)頻符號(hào)最大速率為2％，使得系統(tǒng)可以接收到1024QAM的星座映射。整個(gè)實(shí)驗(yàn)是在5通道的波分復(fù)用（WDM）系統(tǒng)中進(jìn)行的，設(shè)置速率為10 GBaud，并增加了系統(tǒng)的傳輸距離�？蒲腥藛T使用標(biāo)準(zhǔn)的1024QAM映射，在輸入數(shù)據(jù)速率為4.65位/符號(hào)時(shí)，傳輸距離提高了20%；在輸入數(shù)據(jù)速率為5.46位/符號(hào)時(shí)，傳輸距離提高了75％。這表明，在不改變調(diào)制格式的條件下可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)不同速率的適配。在不同距離和速率的5個(gè)波分復(fù)用（WDM）信道中，科研人員驗(yàn)證了所提出的1024QAM整形系統(tǒng)的性能。最后，對(duì)EXIT圖和誤碼率（BER）的分析表明，迭代解映射對(duì)于系統(tǒng)通常是有益的，但并不符合實(shí)現(xiàn)整形增益的要求。其中的區(qū)別在于，通常需要對(duì)每個(gè)符號(hào)m進(jìn)行更多比特的解映射。QAM解映射器的復(fù)雜度會(huì)隨著m進(jìn)行O（m）線性地縮放，與接收器的其他部分相比可以忽略，使得多對(duì)一映射和解映射增加的復(fù)雜性可忽略�？蒲腥藛T提出的系統(tǒng)還特別容易與使用turbo編碼的調(diào)制系統(tǒng)集成。

[center]圖4. 用于設(shè)計(jì)系統(tǒng)的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)原理圖
光纖技術(shù)

    來(lái)自悉尼大學(xué)光子學(xué)和光學(xué)科學(xué)研究所的科研人員，研究了一種具有空芯和由開(kāi)槽圓柱諧振器形成包層結(jié)構(gòu)的新型波導(dǎo)。這種新型波導(dǎo)在太赫茲頻率范圍內(nèi)可以產(chǎn)生電或磁響應(yīng)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以觀察到電響應(yīng)、磁響應(yīng)、空間色散、折射率低于1的全內(nèi)反射、狹縫諧振等現(xiàn)象。這種波導(dǎo)有望應(yīng)用于未來(lái)的新型太赫茲傳輸中，例如折射率傳感器或色散管理系統(tǒng)中的應(yīng)用。

    來(lái)自韓國(guó)大學(xué)物理系的科研人員，提出一種基于石墨烯-六方氮化硼（hBN）異質(zhì)結(jié)構(gòu)的硅電吸收調(diào)制器。基于石墨烯的各向異性和各向同性，科研人員采用數(shù)值分析的方法研究了調(diào)制器的光學(xué)特性。在各向異性石墨烯模型下，由于泡利阻塞因子的影響，石墨烯片光子吸收隨著石墨烯的化學(xué)勢(shì)的增加而減小。 在各向同性石墨烯模型下，由于石墨烯ε近零效應(yīng)的影響，石墨烯在TM模式時(shí)功率顯著衰減。

圖5. 硅電吸收調(diào)制器示意圖 (a)鳥(niǎo)瞰圖 (b)截面圖

     來(lái)自上海交通大學(xué)光通信系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、日本筑波大學(xué)NTT接入網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的科研人員，考慮到光纖表面的空氣孔缺陷，設(shè)計(jì)并制造了一種低損耗的孔輔助少模光纖(HA-FMF)�？蒲腥藛T提出了一種具有“缺陷層”的仿真模型來(lái)研究氣孔表面缺陷與模態(tài)損失之間的關(guān)系,得出的仿真計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相互吻合。理論研究表明，由于孔輔助少模光纖(HA-FMF)中空氣孔的表面缺陷，連接孔C的內(nèi)接圓半徑對(duì)附加損耗影響最為嚴(yán)重。據(jù)此，科研人員設(shè)計(jì)并制造了空穴輔助雙模光纖（HA-TMF），在LP01模式下，此光纖衰耗為0.20dB/km；在LP11模式下，在1550 nm波段下此光纖衰耗為0.26dB/km。即使不使用空氣孔的拋光工藝，表面缺陷引起的附加損耗也可以通過(guò)控制參數(shù)和提高LP11模式的彎曲性能來(lái)降低�？蒲腥藛T認(rèn)為，此光纖在空分復(fù)用中有著巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。

圖6. 模態(tài)損失測(cè)量的實(shí)驗(yàn)裝置

    來(lái)自天津工業(yè)大學(xué)計(jì)算機(jī)與通信系的科研人員，提出了兩種新的訓(xùn)練符號(hào)結(jié)構(gòu)，來(lái)減輕偏振分割多路復(fù)用（PDM）相干光正交頻分復(fù)用（CO-OFDM）系統(tǒng)中，發(fā)射機(jī)IQ失配和信道的失真問(wèn)題。 為此，他們還提出了兩種相應(yīng)的估計(jì)方法。與傳統(tǒng)的估計(jì)方法相比，第一種方法的優(yōu)點(diǎn)是IQ不匹配和信道失真是獨(dú)立估計(jì)的，第二種方法的優(yōu)點(diǎn)是減少了訓(xùn)練符號(hào)的數(shù)量。通過(guò)蒙特卡羅的模擬數(shù)值，科研人員驗(yàn)證了PDM CO-OFDM系統(tǒng)中的兩種方法。在模擬條件下：相位失配為15°，振幅失配為3dB，傳輸比特率為100Gb/s，標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)模式光纖鏈路為480km，誤碼率為1e-3，第一種方法需要24dB的光信噪比（OSNR），第二種方法需要28dB的光信噪比（OSNR）。為了測(cè)試所提出的訓(xùn)練符號(hào)結(jié)構(gòu)的性能，科研人員通過(guò)商業(yè)軟件MATLAB和Optisystem建立了速率為40Gb/s和100Gb/s的PDM CO-OFDM系統(tǒng)。對(duì)于每個(gè)極化，通過(guò)使用QPSK來(lái)調(diào)制OFDM信號(hào)，其中256個(gè)子載波包含循環(huán)前綴的長(zhǎng)度為32。全部256個(gè)子載波中的128個(gè)承載數(shù)據(jù)，并且另一半補(bǔ)零以用于過(guò)采樣。傳輸光纖鏈路由循環(huán)回路組成，循環(huán)回路是長(zhǎng)為80km的SSMF，其色散為16.75ps/ns.km，PMD系數(shù)為0.5ps/km，衰減參數(shù)為0.2dB/km。非線性自相位調(diào)制和摻鉺光纖放大器（EDFA）噪聲系數(shù)為-6dB，無(wú)光學(xué)色散補(bǔ)償。在每200個(gè)OFDM符號(hào)中插入訓(xùn)練符號(hào)以估計(jì)光傳輸信道失真和IQ失配因子的影響。