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光通信研究 2024年第1期 5-6页

作者：义理林付松年张俊文张德智贺志学上海交通大学上海交通大学电子信息与电气工程学院上海交通大学电子工程系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广东工业大学复旦大学复旦大学电磁波信息科学教育部重点实验室中国电信集团中国电信研究院网络技术研究所接入网络研究中心 FSAN国际标准组织鹏城实验室光通信系统研究所

宽带光接入网作为“十四五”信息化建设的“新基建”之一,是夯实经济社会高质量发展的“基石”。随着下一代互联网、云计算、物联网、B5G/6G、4K/8K高清视频等新兴业务的蓬勃发展,光纤接入网作为人、物和云互联互通的“最后一公里”,正...

宽带光接入网作为“十四五”信息化建设的“新基建”之一,是夯实经济社会高质量发展的“基石”。随着下一代互联网、云计算、物联网、B5G/6G、4K/8K高清视频等新兴业务的蓬勃发展,光纤接入网作为人、物和云互联互通的“最后一公里”,正在演绎一场更高速率、更大容量、更灵活和更广覆盖范围的深刻变革。层出不穷的新兴业务,使得光纤接入网的带宽需求呈现巨大的增长,业务形态更加灵活,这对光接入网通信系统的础——物理层的传输性能提出了更高的要求。单通道50 Gbit/s无源光网络(PON)标准化研究工作已基本完成,光接入系统向着更大容量、更高速率的方向发展,低成本、广覆盖、高灵活度的单通道超100G接入技术将成为下一代光接入网的研究目标,需要进一步探索新型调制与解调、机器学习先进算法、相干探测与新型多址复用等技术在光接入网的应用。

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天地算力网络中的异构资源协同博弈

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通信学报 2023年第12期44卷 15-27页

作者：张雨童彭煜明邸博雅宋令阳北京大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室北京100871 北京大学深圳研究生院信息工程学院广东深圳518055

为解决多卫星天地算力网络中的星间资源博弈,围绕计算、频谱域资源管理问题,设计了一种天地异构资源协同博弈机制。每颗卫星搭载一项计算任务,各任务间彼此独立,依赖用户设备从环境中获取原始数据,通过竞争网络中的计算/频谱资源实现数... 详细信息

为解决多卫星天地算力网络中的星间资源博弈,围绕计算、频谱域资源管理问题,设计了一种天地异构资源协同博弈机制。每颗卫星搭载一项计算任务,各任务间彼此独立,依赖用户设备从环境中获取原始数据,通过竞争网络中的计算/频谱资源实现数据卸载与计算。为提供高速数据服务,提出基于多智能体强化学习的分布式算法,以协调星间异构资源竞争,实现系统时延最小化。仿真表明,与现有方案相比,所提算法可获得更低的系统时延。

关键词：天地算力网络异构资源协同博弈多智能体强化学习

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基于同相正交调制光学频域反射仪的分布式多芯光纤矢量传感

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激光与光电子学进展 2023年第23期60卷 108-115页

作者：吕明星李新碗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

针对传统光纤传感难以实现应变矢量感知的问题,设计并实验验证了基于同相正交(IQ)调制的光频域反射仪(OFDR)的多芯光纤应变矢量传感系统。使用IQ调制技术,实现了光源线性扫频,利用多芯光纤空间结构关系,在OFDR系统中获得了七芯光纤弯曲... 详细信息

针对传统光纤传感难以实现应变矢量感知的问题,设计并实验验证了基于同相正交(IQ)调制的光频域反射仪(OFDR)的多芯光纤应变矢量传感系统。使用IQ调制技术,实现了光源线性扫频,利用多芯光纤空间结构关系,在OFDR系统中获得了七芯光纤弯曲后的应变矢量信息。实验结果表明,当光源扫频范围990 MHz时,在87 m七芯光纤中,弯曲应变空间分辨率为28.35 cm。当光纤弯曲曲率为1.78 m^(−1)时,角度分辨率为29°。同时进一步通过仿真分析表明,当扫频范围提高到10 GHz时,理论上可以达到1.02°的角度分辨率,从而进一步提高系统性能。

关键词：光纤传感光频域反射仪应变矢量七芯光纤同相正交调制

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基于超材料的自由电子辐射研究进展

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红外与毫米波学报 2022年第1期41卷 61-73页

作者：朱娟峰杜朝海北京大学电子学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室北京100871

自由电子与周围电磁环境互作用时可以通过不同的形式辐射电磁波。超材料是一种人工复合材料,可实现传统自然材料所不具备的电磁特性。基于超材料与自由电子之间的相互作用可以打破传统电磁辐射系统的限制,实现对辐射电磁波的极化、相位... 详细信息

自由电子与周围电磁环境互作用时可以通过不同的形式辐射电磁波。超材料是一种人工复合材料,可实现传统自然材料所不具备的电磁特性。基于超材料与自由电子之间的相互作用可以打破传统电磁辐射系统的限制,实现对辐射电磁波的极化、相位、波前等特性的灵活操控,这为发展新型的自由电子辐射器件提供了新思路。本文简单介绍了切伦科夫辐射、史密斯-珀塞尔辐射的产生机理,重点回顾了基于超材料的自由电子辐射的最新研究进展,并对未来的技术发展方向进行了展望。

关键词：自由电子辐射切伦科夫辐射史密斯-珀塞尔辐射超材料超表面

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散射光场调控方法及应用(特邀)

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光学学报 2024年第10期44卷 92-113页

作者：倪枫超刘海港陈险峰区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室上海交通大学物理与天文学院上海200240 上海量子科学研究中心上海201315

波前整形方法通过改变入射光的相位模式分布来补偿由散射引起的相位畸变,使散射光子可以被有效地利用,从而实现散射光场调控。通过散射光场调控可以将有害的散射介质变成可控的光学元件,实现光的定向传输、动态检测等功能,为其在各领域... 详细信息

波前整形方法通过改变入射光的相位模式分布来补偿由散射引起的相位畸变,使散射光子可以被有效地利用,从而实现散射光场调控。通过散射光场调控可以将有害的散射介质变成可控的光学元件,实现光的定向传输、动态检测等功能,为其在各领域中的应用提供了一种强大的工具。本文在介绍光场散射特性及其调控方法原理的基础上,介绍了散射光场空间、偏振、频率、能量和轨道角动量等自由度的调控方法,随后重点介绍了散射光场调控在成像、通信、非线性光学、量子光学、光学检测、集成光学和光计算等领域的最新研究进展。

关键词：物理光学散射光场调控波前整形传输矩阵

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薄膜铌酸锂多尖端端面耦合结构

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光学学报 2024年第11期44卷 115-122页

作者：王嘉毅蔡明璐李天怡张栩嘉陈建平吴侃上海交通大学电子信息与电气工程学院上海先进通信与数据科学研究院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

为提升薄膜铌酸锂芯片端面耦合的效率和稳定性,结合铌酸锂材料的刻蚀特点和工艺条件,设计并研究双层多尖端逆锥形的耦合结构。通过仿真计算、参数扫描和对比分析,探究双尖端和三尖端逆锥形耦合结构的特性及其参数选取方案。多尖端设计... 详细信息

为提升薄膜铌酸锂芯片端面耦合的效率和稳定性,结合铌酸锂材料的刻蚀特点和工艺条件,设计并研究双层多尖端逆锥形的耦合结构。通过仿真计算、参数扫描和对比分析,探究双尖端和三尖端逆锥形耦合结构的特性及其参数选取方案。多尖端设计可扩大端面处的模场,从而降低对加工精度的要求。在侧壁倾角62°和最小宽度150 nm的工艺条件下,理想的双尖端和三尖端结构分别在1550 nm波长处实现0.47 dB和1.04 dB的单端耦合损耗,且具有较大的工作带宽和对准容差。最后,结合多尖端耦合结构的制造和测试结果,分析薄膜铌酸锂芯片上端面耦合结构的优化方案,为进一步实现低损耗耦合结构奠定基础。

关键词：集成光学端面耦合逆锥形结构薄膜铌酸锂光子集成

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面向星地激光通信的大气湍流预报研究进展(特邀)

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红外与激光工程 2024年第3期53卷 19-31页

作者：郭盈池李浪李晨高春清付时尧北京理工大学光电学院北京100081 光电成像技术与系统教育部重点实验室北京100081 信息光子技术工信部重点实验室北京100081

激光通信系统在大气环境下应用的性能受到严重制约,当激光在大气湍流中传输时,其波面会发生畸变。在激光通信系统中,对大气湍流相关参数进行预报可以提前对星地数据传输链路进行调度,避免建立无效的通信任务。此外,大气湍流预报在天文... 详细信息

激光通信系统在大气环境下应用的性能受到严重制约,当激光在大气湍流中传输时,其波面会发生畸变。在激光通信系统中,对大气湍流相关参数进行预报可以提前对星地数据传输链路进行调度,避免建立无效的通信任务。此外,大气湍流预报在天文选址、光学遥感等领域也有重要价值。随着国内外相关工作的长期积累以及算力、观测设备等硬件的能力提升,当前科研人员已经提出了一些大气湍流预报方案。文中主要综述了国内外学者在大气湍流预报方面的研究进展,首先详细介绍了目前应用比较广泛的中尺度数值预报技术,列举了使用中尺度数值预报方法对国内外典型区域的大气湍流进行预报的相关工作;然后介绍了深度学习方法在大气湍流预报中的应用情况,对其优势与局限性进行了讨论;最后介绍了一种面向星地激光通信的大气相干长度短时预报方法。

关键词：大气湍流湍流预报 Cn2廓线大气相干长度

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基于片上光学微腔的便携式温度传感装置

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光学学报 2024年第23期44卷 139-152页

作者：杨辉万帅邹长铃董春华卢瑾任宏亮浙江工业大学信息工程学院浙江杭州310023 中国科学技术大学量子信息重点实验室安徽合肥230026 浙江工业大学计算机科学与技术学院浙江杭州310023

基于回音壁模式(WGM)片上微环谐振腔传感芯片设计了一款便携式温度传感装置。该装置集成了可调谐激光器、激光器驱动器、示波器、波形发生器、光电探测器和片上光学微腔温度传感器等功能模块,并且设计了专用的上位机软件进行数据监测和... 详细信息

基于回音壁模式(WGM)片上微环谐振腔传感芯片设计了一款便携式温度传感装置。该装置集成了可调谐激光器、激光器驱动器、示波器、波形发生器、光电探测器和片上光学微腔温度传感器等功能模块,并且设计了专用的上位机软件进行数据监测和存储,实现了对实验室外温度的高精度和大范围测量。实验结果表明,此便携式装置的测温灵敏度为0.02 nm/℃,探测的极限分辨率约为0.009℃,测温范围可达17℃,平均误差为0.045℃,可完全替代实验室相关专业仪器。所设计WGM光学传感器在温度测量方面具有较高的准确度和可信度,对片上微腔传感便携化应用具有示范意义。

关键词：集成光学片上光学微腔微环谐振器便携式装置温度传感

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相位自校准的光纤微波频率绝对相位传递

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光子学报 2023年第9期52卷 145-155页

作者：张晋铂胡亮李奇陈建平吴龟灵上海交通大学电子信息与电气工程学院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

提出一种相位自校准的光纤微波频率相位传递方案。该方案使用声表面波滤波器的冲激响应的窄带信号作为时间信号,使其与频率信号可同时使用同一波长进行传输。为实现稳定的可重复相位差,利用时间信号的往返传输时延来确定频率信号的整数... 详细信息

提出一种相位自校准的光纤微波频率相位传递方案。该方案使用声表面波滤波器的冲激响应的窄带信号作为时间信号,使其与频率信号可同时使用同一波长进行传输。为实现稳定的可重复相位差,利用时间信号的往返传输时延来确定频率信号的整数个周期,并在多次重启的情况下验证了系统相位的稳定性。在60 km实验室平台上对所提方案进行验证,频率传递的稳定度优于4×10^(-14)@1 s,5×10^(-17)@10000 s。系统多次重启的情况下,所获得的平均相位差最大不一致的峰峰值为0.008 rad,对应于整个周期的0.15%,可保证较高的相位一致性。

关键词：光纤光学光通信时间频率传递稳相传输相位一致

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绝缘体上掺铒铌酸锂放大器建模与实验研究

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光学学报 2022年第13期42卷 155-160页

作者：项君民蔡明璐吴侃张广进陈建平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

绝缘体上掺铒铌酸锂(Er∶LNOI)因其可以提供高增益而备受关注。对Er∶LNOI波导放大器完成了建模,并建立了对应的能级速率方程。利用该模型对Er∶LNOI波导的增益性能进行了仿真,并与实验进行了对比。当信号波长为1531.5 nm和1550.0 nm时... 详细信息

绝缘体上掺铒铌酸锂(Er∶LNOI)因其可以提供高增益而备受关注。对Er∶LNOI波导放大器完成了建模,并建立了对应的能级速率方程。利用该模型对Er∶LNOI波导的增益性能进行了仿真,并与实验进行了对比。当信号波长为1531.5 nm和1550.0 nm时,研究了放大器在980 nm和1484 nm泵浦波长下的净增益,并且通过实验和仿真比较了不同信号功率和泵浦功率下的波导增益。除此之外,还研究了波导长度对放大器增益的影响。

关键词：光学器件波导放大器绝缘体上掺铒铌酸锂净增益

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