光纖在線特邀編輯：邵宇豐，趙云杰，龍穎，胡欽政
2018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)，光子器件，光調(diào)制技術(shù)、激光器等。筆者將逐一評(píng)析。
1. 光網(wǎng)絡(luò)
    未來(lái)的電子戰(zhàn)（EW）通信系統(tǒng)必須支持更多種類的信號(hào)，并在更大帶寬上運(yùn)行，其頻率范圍最好能擴(kuò)充至毫米波領(lǐng)域；但要滿足上述需求，通信系統(tǒng)的尺寸，重量和功率（SWaP）設(shè)計(jì)過(guò)程將受到面臨更大的挑戰(zhàn)。因此，射頻（RF）光子技術(shù)的研究應(yīng)運(yùn)而生。Arthur C. Paolella指出：射頻光子器件的開(kāi)發(fā)和飛行演示的部署程序表明，RF光子技術(shù)的應(yīng)用日趨成熟；其中的演示利用了由分立元件制造的系統(tǒng)，分立元件包括封裝的RF元件并與光纜互連。對(duì)于大型機(jī)載系統(tǒng)，分立元件的組合足夠應(yīng)對(duì)；但在有限空間的系統(tǒng)中（例如無(wú)人駕駛飛行器（UAV），直升機(jī)和移動(dòng)平臺(tái)），用分立元件制備的RF光子學(xué)器件顯然不行；使用混合光子集成電路技術(shù)則可以將SWaP顯著降低。混合光子集成電路結(jié)合了各種光電子組件（例如光源，探測(cè)器和調(diào)制器等）；上述組件由透鏡，分束器和合束器組成的自由空間微光學(xué)器件在封裝中互連。RF光子混合系統(tǒng)的框圖如圖1所示。

圖1 RF光子混合系統(tǒng)的示意圖
2. 光子器件
目前，塑料光纖（POF）已經(jīng)在電信領(lǐng)域特別是航空電子領(lǐng)域得到深度應(yīng)用，但必須注意不斷變化的溫度條件對(duì)該類光纖應(yīng)用的影響。最近，Alicia Lo′pez等研究人員評(píng)估了室溫下POF的通信鏈路的傳輸性能，并比較了單芯和多芯標(biāo)準(zhǔn)光纖和耐熱光纖的性能。此外，他們還測(cè)量了兩路單芯光纖鏈路的溫度變化特性。研究人員發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)涡竟饫w比多芯光纖具有更好的傳輸特性；也就是說(shuō)，測(cè)量傳輸后接收信號(hào)的誤碼率對(duì)溫度變化不敏感，相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。
 
圖2 相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置

Xiang Xu等研究人員使用液相剝離技術(shù)并結(jié)合真空過(guò)濾法制備了具有不同厚度水平的ReS_2薄膜。他們通過(guò)openaperture（OA）Z掃描技術(shù)研究了薄膜在800nm處的可飽和吸收特性。當(dāng)ReS_2薄膜的厚度增加時(shí)，α_(N L)從(-61.5 cm)⁄GW增加到(-171.8 cm)⁄GW，F(xiàn)OM從-2.37×〖10〗^(-15) esu cm增加到-11.36×〖10〗^(-15) esu cm，如下圖3所示。他們指出：可以利用獨(dú)特的DCRM結(jié)構(gòu)制造可飽和吸收器，且通過(guò)雙探測(cè)器測(cè)量技術(shù)可測(cè)量的調(diào)制深度高達(dá)0.25％。深入分析上述非線性光學(xué)特性是使Q開(kāi)關(guān)激光器、光學(xué)調(diào)制器和基于ReS_2薄膜的傳感器潛在未來(lái)得以應(yīng)用的必要基礎(chǔ)。

圖3 （a）ReS_2膜制備過(guò)程；（b）和（c）不同放大倍數(shù)下層狀ReS_2納米片的TEM圖像 （d）ReS_2的AFM圖像 

3. 光調(diào)制技術(shù)
前期，研究人員已經(jīng)通過(guò)理論分析、數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明了頻率非簡(jiǎn)并相敏光纖光學(xué)參數(shù)（PS-FOPA）中偽四波混頻（FWM）過(guò)程引起的非線性串?dāng)_影響。Zhirong Chen等研究人員已經(jīng)說(shuō)明，PS-FOPA中的FWM串?dāng)_與每通道輸入信號(hào)功率的二次冪和信號(hào)增益功率成比例。此外，采用較短非線性光纖構(gòu)建的PS-FOPA能產(chǎn)生較小的FWM串?dāng)_。研究人員還發(fā)現(xiàn)波分復(fù)用（WDM）數(shù)據(jù)信號(hào)中心信道處的串?dāng)_隨信道數(shù)量呈二次方增長(zhǎng)；因此，需要估計(jì)FWM串?dāng)_隨PS-FOPA系統(tǒng)參數(shù)（例如輸入信號(hào)功率、增益水平、含放大器的光纖長(zhǎng)度和信號(hào)通道數(shù)等）的演變。研究人員比較了PS-FOPA和PI-FOPA中的串?dāng)_效應(yīng)，結(jié)果證明即使兩放大器提供相同的信號(hào)增益，PS-FOPA也會(huì)產(chǎn)生更多的串?dāng)_。盡管PS-FOPA和PI-FOPA在FWM串?dāng)_對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的依賴性方面表現(xiàn)類似，但研究結(jié)果表明串?dāng)_在PS-FOPA的WDM應(yīng)用中不利；因此，應(yīng)該設(shè)計(jì)用于放大WDM信號(hào)的PS-FOPA以減少串?dāng)_的影響。頻率非簡(jiǎn)并PS-FOPA的偽FWM過(guò)程示意圖如圖4所示。

圖4 頻率非簡(jiǎn)并PS-FOPA的偽FWM過(guò)程示意圖 
4. 激光器
Gaurav Jain等研究人員比較了多周期時(shí)隙激光器的應(yīng)用性能。研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)使用更多數(shù)量的激光器時(shí)，多周期時(shí)隙激光器的性能會(huì)下降，而2周期激光器在閾值和斜率效率方面的表現(xiàn)最佳。他們還比較了無(wú)涂層兩段開(kāi)槽激光器與HR和AR涂層兩段開(kāi)槽激光器的性能，并且證明后者有著顯著性能提升。此外，縮短激光器的插槽部分（將插槽數(shù)量從24減少到18）可以進(jìn)一步提高性能。當(dāng)應(yīng)用溫度調(diào)諧時(shí)，由于自由光譜范圍（FSR）中遠(yuǎn)離主激光模式的模式被抑制，可以使得具有兩個(gè)周期光柵結(jié)構(gòu)的器件性能更加優(yōu)越。表面光柵單模激光器的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。

[center]圖5表面光柵單模激光器的結(jié)構(gòu)示意圖[/cener]

參考文獻(xiàn)：
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IEEE J. Lightw. Technol., vol. 36, no. 21, pp. 5082–5088, November 1,2018.
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 IEEE J. Lightw. Technol., vol. 36, no. 22, pp. 5113–5120, November 15,2018.
[4] Gaurav Jain, “Design Optimization for Semiconductor Lasers With High-Order Surface Gratings Having Multiple Periods”[J], 
IEEE J. Lightw. Technol., vol. 36, no. 22, pp. 5121–5129, November 15,2018.
[5] Xiang Xu, “Saturable Absorption Properties of ReS2 Films and Mode-Locking Application Based on Double-Covered ReS_2 Micro Fiber”[J], 
IEEE J. Lightw. Technol., vol. 36, no. 22, pp. 5130–5136, November 15,2018.