检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2022年第24期42卷 152-162页

作者：徐武邹喜华李沛轩周林杰潘炜闫连山李阳郑狄彭永良西南交通大学信息科学与技术学院四川成都611756 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

提出并实验验证了一种基于硅基片上光路由的大规模光载一体化接收机多天线全球导航卫星信号(GNSS)差分定位系统。该系统基于光载无线(RoF)分布式天线架构实现远端多点GNSS信号采集,并利用低损耗、大带宽、抗电磁干扰的RoF传输链路实现... 详细信息

提出并实验验证了一种基于硅基片上光路由的大规模光载一体化接收机多天线全球导航卫星信号(GNSS)差分定位系统。该系统基于光载无线(RoF)分布式天线架构实现远端多点GNSS信号采集,并利用低损耗、大带宽、抗电磁干扰的RoF传输链路实现远端采集GNSS信号的本地端集中式接收。在本地端处,利用互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺兼容的高速硅基光开关芯片实现不同监测节点光载GNSS信号的定时切换与差分解算,构建基于片上光路由的时分复用型一体化接收机多天线GNSS定位系统。在实验中,利用自主研制的1×8马赫-曾德尔干涉型热光硅基光开关芯片构建了具有5个远端监测节点的多天线GNSS定位实验系统,GNSS信号的RoF传输距离为10 km。实验结果表明,该光开关芯片模块的实时响应时间小于200μs,可在无需额外光放大的条件下稳定支撑10 km外5个远端监测节点的高精度定位,其在东(E)、北(N)、高(U)方向的定位精度均达到毫米量级。

关键词：光电子学微波光子学硅基光开关芯片全球导航卫星系统一体化接收机多天线高精度定位

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基于色散调控氟碲酸盐玻璃光纤的O-U波段平坦光频梳产生

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发光学报 2024年第3期45卷 458-467页

作者：陈禹先张绪成金冠宇孟凡超贾志旭秦伟平秦冠仕吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室吉林长春130012

光学频率梳(简称光频梳)作为一种优秀的多波长光源在通信领域具有巨大的应用潜力。通过将光频梳光源与波分复用技术(WDM)、空分复用技术结合(SDM),通信系统可以具有百Tbit/s量级的传输速率,在5G/6G通信、物联网、自动驾驶等方面具有重... 详细信息

光学频率梳(简称光频梳)作为一种优秀的多波长光源在通信领域具有巨大的应用潜力。通过将光频梳光源与波分复用技术(WDM)、空分复用技术结合(SDM),通信系统可以具有百Tbit/s量级的传输速率,在5G/6G通信、物联网、自动驾驶等方面具有重要的应用价值。目前实现光频梳的方法主要有以下四种,分别为基于锁模激光器产生飞秒光频梳、基于光学微腔产生光频梳、基于电光调制器产生光频梳以及基于行波四波混频产生光频梳。它们各具特点,但均很难同时实现宽光谱、高信噪比、高平坦度、高的单梳齿功率以及梳齿频率间隔大范围可调,这在一定程度上影响了光频梳在光通信领域的应用。本文提出基于受激布里渊激光腔产生种子梳,采用腔外负色散光纤进行脉冲压缩,进一步利用色散调控的高非线性氟碲酸盐光纤进行扩谱,从而实现光频梳产生。数值计算结果表明,通过该系统,我们可以得到重复频率大范围可调、光谱覆盖整个O-U波段且在O-U波段梳齿强度标准差小于5 dB的平坦光频梳,证明了通过基于布里渊激光腔与色散调控高非线性氟碲酸盐光纤的光学系统产生可用于光通信的平坦光频梳的可行性。

关键词：光频梳色散调控氟碲酸盐玻璃光纤脉冲压缩腔外扩谱 O-U波段平坦

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基于深度学习的多模光纤通信系统的模式与模群识别

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光学学报 2022年第4期42卷 38-45页

作者：胡进坤郭晓洁李建平许鸥向梦彭迪付松年秦玉文暨南大学光子技术研究院广东广州510632 广东工业大学信息工程学院广东广州510006 广东省信息光子技术重点实验室广东广州510006

基于模式/模群复用的多模光纤通信系统是目前光通信领域的研究热点。系统中存在多个模式/模群,如何准确识别它们是提升传输系统性能的关键问题之一。提出了一种基于深度学习的多模光纤模式与模群的智能识别模型,通过引入全卷积神经网络(... 详细信息

基于模式/模群复用的多模光纤通信系统是目前光通信领域的研究热点。系统中存在多个模式/模群,如何准确识别它们是提升传输系统性能的关键问题之一。提出了一种基于深度学习的多模光纤模式与模群的智能识别模型,通过引入全卷积神经网络(CNN),对噪声影响情况下线偏振模式及其模群进行仿真和实验研究。首先,基于多平面光转换模式复用器件和普通OM2多模光纤,搭建10个模式(LP01、LP11a/b、LP21a/b、LP02、LP12a/b、LP31a/b)及其对应的3个模群的光场信息获取的仿真和实验平台,利用大量数据进行训练和验证。实验结果显示,模式/模群的总体识别率可达到100%。通过将获取的模群光场图片重构为低分辨率图片,研究低密度光电探测器阵列接收条件下,智能识别模型的识别性能。实验结果显示,采取4×4光探测器阵列接收光场信息时,能获得98.3%的识别效率。本研究表明提出的智能识别模型具有良好的光纤模式/模群智能识别能力,其在多模光纤通信系统性能提升与智能光性能监测方面具有一定的应用潜力。

关键词：光通信模分复用深度学习模式/模群识别

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基于联合干扰的室内可见光通信安全系统

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光学学报 2023年第4期43卷 28-36页

作者：万子文吴雅婷梁如斌张倩武上海大学特种光纤与光接入网重点实验室特种光纤与先进通信国际合作联合实验室上海200444

研究了典型室内办公场景下,多用户多输入单输出(MISO)可见光通信(VLC)系统的物理层安全问题。针对未知数量的窃听者有可能出现在公共区域内任意位置的场景,提出了一种基于联合干扰的人工噪声生成方案以提高系统的保密安全性能。该方案... 详细信息

研究了典型室内办公场景下,多用户多输入单输出(MISO)可见光通信(VLC)系统的物理层安全问题。针对未知数量的窃听者有可能出现在公共区域内任意位置的场景,提出了一种基于联合干扰的人工噪声生成方案以提高系统的保密安全性能。该方案利用用户所在区域的发光二极管(LED)作为信号源的同时,联合窃听者所在区域的LED一起发送干扰信号。由于窃听者位置随机且未知,故所提方案以最小化最坏情况下窃听者的信干噪比(SINR)为目标,通过干扰形成器的协作优化与设计使得干扰信号在不影响合法用户信号正常接收的前提下,最大程度地扰乱窃听者的接收。仿真结果表明,与传统的人工噪声方案相比,所提的联合干扰策略能明显降低窃听者的信干噪比和提高系统的保密速率,从而使得VLC系统的安全性能得到显著提升。

关键词：光通信物理层安全人工噪声保密速率

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宽动态响应MEMS光纤法珀振动传感器

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光学学报 2025年

作者：庄昌全魏鹤鸣金涛吴霄朱梦实庞拂飞张登伟上海大学通信与信息工程学院特种光纤与光接入网省部共建国家重点实验室培育基地特种光纤与先进通信国际合作联合实验室浙江大学极端光学技术与仪器全国重点实验室

针对传统振动传感器抗电磁干扰能力弱、动态响应不足及解调速率受限等问题，本研究提出一种基于硅基微机电系统（MEMS）工艺的光纤法珀振动传感器。通过设计具有三对120°对称分布的圆形弯曲梁结构的弹膜膜片，并利用有限元仿真软... 详细信息

针对传统振动传感器抗电磁干扰能力弱、动态响应不足及解调速率受限等问题，本研究提出一种基于硅基微机电系统（MEMS）工艺的光纤法珀振动传感器。通过设计具有三对120°对称分布的圆形弯曲梁结构的弹膜膜片，并利用有限元仿真软件优化弹性膜片尺寸参数；结合光谱-相位解调算法与FPGA硬件并行架构，实现20 kHz的高速解调。实验结果表明：传感器谐振频率达5356 Hz，工作带宽扩展至0-1400 Hz，在600 Hz时轴向灵敏度为18.577 nm/g，线性度低至0.094%，同时具备10mg高分辨率及±182g大测量范围，为低中频振动大范围监测提供了可靠的解决方案。

关键词：法布里-珀罗干涉仪光谱-相位解调圆形弯曲梁结构振动传感器光纤传感器

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可调谐多波长布里渊-掺铒随机光纤激光器

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激光与光电子学进展 2024年第9期61卷 336-341页

作者：庞海越秦湘杰郑家腾陶智勇樊亚仙广西无线宽带通信与信号处理重点实验室桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004 桂林电子科技大学电子信息学院广西北海536000

实验研究了一种半开腔的可调谐多波长布里渊-掺铒随机光纤激光器。该激光器利用长单模光纤中的后向瑞利散射提供随机分布反馈,受激布里渊散射和掺铒光纤共同提供激光增益。该结构简单的激光装置获得了稳定的13阶斯托克斯光和5阶反斯托... 详细信息

实验研究了一种半开腔的可调谐多波长布里渊-掺铒随机光纤激光器。该激光器利用长单模光纤中的后向瑞利散射提供随机分布反馈,受激布里渊散射和掺铒光纤共同提供激光增益。该结构简单的激光装置获得了稳定的13阶斯托克斯光和5阶反斯托克斯光输出。通过调节布里渊泵浦的波长,实现了1550.5~1565.5nm范围内的随机激光波长可调谐输出。该激光器具有较高的波长和功率稳定性,第1~10阶斯托克斯光的波长漂移范围为0~0.008nm,其相应的峰值功率的波动范围为0~2.28dB。研究结果表明,该激光器同时具备结构简单、波长数量多、波长可调谐范围宽和稳定性高等优点,在密集波分复用光通信系统、微波光子学、精密计量和光纤传感等领域具有广阔的应用前景。

关键词：激光器受激布里渊散射瑞利散射随机分布反馈

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基于微转印方法实现Ⅲ-V-on-SOI异质集成光电探测器

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光通信研究 2025年第2期2期(17)卷 86-92页

作者：王兆璁全志恒郑施冠卿朱岩叶楠陆梁军周林杰宋英雄上海大学特种光纤与光接入网重点实验室上海200444 九峰山实验室工艺中心武汉430074 上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海200240 上海交通大学平湖智能光电研究院浙江平湖314299 北京英孚瑞半导体科技有限公司北京100037

【目的】硅基光电子平台具有低成本制造、高集成密度和高传输速度的优势,但受限于硅材料的光电性能,单晶硅难以直接实现光纤通信O/C波段的高响应度探测。InP基InGaAs材料在光纤通信的O/C波段具有1.0×10 cm^(-2)的吸收系数,可制成... 详细信息

【目的】硅基光电子平台具有低成本制造、高集成密度和高传输速度的优势,但受限于硅材料的光电性能,单晶硅难以直接实现光纤通信O/C波段的高响应度探测。InP基InGaAs材料在光纤通信的O/C波段具有1.0×10 cm^(-2)的吸收系数,可制成具有较高吸收效率的有源光探测器件。因此,通过异质集成的方式,将InGaAs/InP有源器件与硅基波导结合成为基于硅光子平台,是实现高效光电探测器的一个可行方向。大晶格失配及热膨胀系数的差异使得通过外延生长技术实现大规模集成变得非常困难,而键合集成技术中的微转印技术可以实现微米尺度量级的集成,进而低成本、高效率地制备出异质集成器件。而在该技术的现有制备流程中,通过刻蚀牺牲层实现器件与衬底分离的方案需要极高的工艺积累。文章的研究目的是在保留探测器原衬底的情况下,利用微转印方法实现InGaAs/InP雪崩光电探测器件(APD)与绝缘体上硅(SOI)光栅耦合器(GC)的直接键合集成。【方法】文章研究了微转印方法的基本原理,搭建了微转印实验平台。通过微转印方法实现了Ⅲ-V族APD样片与SOI GC的异质集成,基于测试结果评估微转印方法的可行性。【结果】通过微转印集成获得的异质集成光电探测器,响应带宽约为4 GHz,暗电流约为13 nA(@-13 V),与该样片集成前的性能测试数据基本一致。受到耦合损耗的影响,集成后整体结构的响应度为7.3×10^(-3) A/W(@-25 V)。排除输入端光纤-GC的损耗之后,集成器件的响应度约为1.8×10^(-2) A/W(@-25 V)。【结论】文章验证了基于微转印方法实现Ⅲ-V族APD与平台进行异质集成的可行性。通过保留InP衬底,使微米级×微米级尺度的APD与SOI GC通过InP衬底/硅基光子平台界面间的范德华力实现了直接键合集成,以此简化了微转印工艺的实施流程,从而提高了集成效率。通过实验可以验证,集成前/后器件的暗电流和带宽性能基本保持不变。

关键词：硅基光电子异质集成微转印光电探测器

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微米量级薄膜铌酸锂脊型波导中高效非线性频率转换(特邀)

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光学学报 2024年第15期44卷 92-100页

作者：丁文君张玉婷仇晶唐永志张景丁婷婷黎浩刘时杰郑远林陈险峰区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验上海交通大学物理与天文学院上海200240 中国科学院半导体研究所北京100083 上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620 上海量子科学研究中心上海201315 山东师范大学光场调控及应用中心山东济南250358

铌酸锂基集成光子学在过去几十年里一直备受关注,近年来薄膜铌酸锂的出现更是极大地推动了该领域的发展。本文利用紫外光刻和干法刻蚀技术在3μm厚的薄膜铌酸锂上制备了微米波导(横截面为2.6μm×3μm),光纤波导耦合损耗仅1.2 dB/fa... 详细信息

铌酸锂基集成光子学在过去几十年里一直备受关注,近年来薄膜铌酸锂的出现更是极大地推动了该领域的发展。本文利用紫外光刻和干法刻蚀技术在3μm厚的薄膜铌酸锂上制备了微米波导(横截面为2.6μm×3μm),光纤波导耦合损耗仅1.2 dB/facet。周期极化薄膜铌酸锂微米波导在通信波段下实现了高效的二次谐波(倍频)产生,归一化转换效率达到164%W^(-1)·cm^(-2),并在1 W基频光输入条件下展现出57%的高效的绝对频率转换。同时,该微米波导还可实现高效的和频转换,在300 mW泵浦光下的小信号和频上转换效率为139%。优秀的频率转换性能、可规模化制备以及良好的光纤兼容性使微米量级薄膜铌酸锂展现出巨大的吸引力,未来有望发展更多的多功能器件并推动集成光子学的基础研究和光量子信息的应用发展。

关键词：非线性光学薄膜铌酸锂周期极化铌酸锂准相位匹配高效频率转换

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基于可调谐DFB激光的片上微环谐振腔温度测量实验装置设计

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实验技术与管理 2022年第8期39卷 118-123,136页

作者：任宏亮徐鹏盛卢瑾陈浩彭宏周守利张江鑫浙江工业大学信息工程学院浙江杭州310023 浙江工业大学计算机科学与技术学院浙江杭州310023

为实现高精度测温,该文搭建了基于GaN微环谐振腔光芯片的温度测量实验装置,该装置通过可调谐DFB激光器结合光电探测器采集透射光谱传感信号,检测谐振波长变化实现温度测量。为确保测量精度,在DFB激光器上加载直流偏置电压,同时外加一定... 详细信息

为实现高精度测温,该文搭建了基于GaN微环谐振腔光芯片的温度测量实验装置,该装置通过可调谐DFB激光器结合光电探测器采集透射光谱传感信号,检测谐振波长变化实现温度测量。为确保测量精度,在DFB激光器上加载直流偏置电压,同时外加一定幅度的交流电压实现其波长调谐,并通过温度反馈控制模块保持激光器温度恒定,以避免温度引起激光器波长漂移。为精确验证温度测量效果,实验中通过温度控制模块精确调控芯片的温度。结果表明在20.0~24.5℃时测温灵敏度为37.29 pm/℃,该方法可降低微腔传感系统造价,促进微环谐振腔测温的实际应用。

关键词：光芯片微环谐振腔 DFB激光器调谐温度控制模块

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C+L波段全覆盖高增益掺铒光纤放大器

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中国激光 2024年第18期51卷 201-206页

作者：邹泳芳董新永巫智凯文建湘王廷云汪松王云才秦玉文广东工业大学信息工程学院先进光子技术研究院广东广州510006 广东工业大学通感融合光子技术教育部重点实验室广东广州510006 广东工业大学广东省信息光子技术重点实验室广东广州510006 上海大学特种光纤与光接入网重点实验室上海200444 长飞光纤光缆股份有限公司光纤光缆先进制造与应用技术全国重点实验室湖北武汉430073

通过增加光纤放大器的增益带宽,可以有效提升光纤通信系统的传输容量。目前,C+L波段掺铒光纤放大器(EDFA)通常采用C波段和L波段EDFA并联的方式,但这种方法会在两个增益波段之间产生带宽“死区”。为了解决这一问题,以Bi/Er共掺石英光纤... 详细信息

通过增加光纤放大器的增益带宽,可以有效提升光纤通信系统的传输容量。目前,C+L波段掺铒光纤放大器(EDFA)通常采用C波段和L波段EDFA并联的方式,但这种方法会在两个增益波段之间产生带宽“死区”。为了解决这一问题,以Bi/Er共掺石英光纤作为主要增益介质,在二级双程放大结构的基础上,通过插入波长匹配的长周期光纤光栅进行“削峰补谷”操作,成功拓展了增益带宽。这种新型的C+L波段全覆盖高增益掺铒光纤放大器,其25 dB增益带宽和20 dB增益带宽分别达到了78 nm(1529~1607 nm)和85 nm(1527~1612 nm),最高增益可达51.2 dB,同时噪声系数降至3.9 dB。该研究不仅消除了C+L波段EDFA的带宽“死区”问题,而且通过结合长周期光纤光栅,实现了单个EDFA对C+L波段的高增益全覆盖。该EDFA有望在未来高容量长距离光纤传输系统中获得重要应用。

关键词：掺铒光纤放大器 C+L波段增益带宽长周期光纤光栅

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