检索结果-内蒙古大学图书馆

光通信研究 2024年

作者：王兆璁权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北京英孚瑞半导体科技有限公司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交通大学平湖智能光电研究院

【目的】硅基光电子平台具有低成本制造、高集成密度、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... 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、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、高效率的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 雪崩光电探测器件与绝缘体上硅(SOI)光栅耦合器的直接键合集成。【方法】在研究方法上，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族雪崩光电探测器(APD)样片与SOI光栅耦合器(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 × 10-3A/W(@-25 V)。排除输入端光纤-光栅耦合器的损耗之后，集成器件的响应度约1.8 × 10-2A/W(@-25 V)。【结论】文章的工作验证了基于微转印方法实现III-V族雪崩光电探测器与SOI波导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光电探测器与SOI光栅耦合器通过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，以此简化微转印工艺的实施流程而提高集成效率。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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基于多混沌系统的多层置乱的OFDM-PON物理层加密方案

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光电子．激光 2024年第3期35卷 225-233页

作者：鄢诚浩毕美华周玉鑫滕旭阳胡淼杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310018 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 江苏省新型光纤技术与通信网络工程研究中心江苏苏州215000

针对正交频分复用无源光网络(orthogonal frequency division multiplexing passive optical network, OFDM-PON)系统中的数据传输安全问题,本文设计了一种基于多混沌系统及多层加密的数字序列加密方案,通过在OFDM信号生成的每个步骤都... 详细信息

针对正交频分复用无源光网络(orthogonal frequency division multiplexing passive optical network, OFDM-PON)系统中的数据传输安全问题,本文设计了一种基于多混沌系统及多层加密的数字序列加密方案,通过在OFDM信号生成的每个步骤都采用密钥集选择性对信号加密,可有效提升系统的加密空间进而增加系统的保密性。首先,将明文进行分组,利用Logistic混沌系统选取构建混沌序列集中的混沌序列对每组明文进行异或加密调制成16-QAM(quadrature amplitude modulation)信号;然后,对QAM信号分组,利用Logistic混沌系统对每组QAM信号进行判定是否进行星座图置乱加密;最后,对OFDM的子载波进行分组,利用Logistic系统对每组进行判定是否需要进行频域置乱加密。搭建了仿真系统以进一步验证方案的可行性。仿真实验结果表明,该加密方法极大地增大了密钥空间,达10540,为数据传输提供良好的保密性。

关键词：混沌加密混沌系统正交频分复用无源光网络(OFDM-PON) 光通信

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光纤分布式声波传感器原理与应用

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激光与光电子学进展 2021年第13期58卷 3-17页

作者：何祖源刘庆文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

基于光纤的分布式声波传感器(DAS)是近十余年来发展最快的光纤传感技术之一,它能够以高采样率同时获取光纤链路上多个位置处机械振动的波形,从而获取周围环境的丰富信息,在周界围栏安防、油气资源勘探、地震波形检测等领域具有巨大的应... 详细信息

基于光纤的分布式声波传感器(DAS)是近十余年来发展最快的光纤传感技术之一,它能够以高采样率同时获取光纤链路上多个位置处机械振动的波形,从而获取周围环境的丰富信息,在周界围栏安防、油气资源勘探、地震波形检测等领域具有巨大的应用潜力。将介绍DAS的基本原理,包括3种适合在长距离光纤中定位后向瑞利散射(RBS)信号的反射仪技术和2种利用RBS信号恢复振动波形的方法,介绍DAS系统的两类典型应用,最后讨论DAS技术的发展趋势。

关键词：光通信光纤传感器分布式声波传感光反射仪技术瑞利散射

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单像素成像理论与方法(特邀)

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红外与激光工程 2021年第12期50卷 1-14页

作者：翟鑫亮吴晓燕孙艺玮石剑虹曾贵华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量子感知与信息处理研究中心上海200240

单像素成像技术是一种可通过无空间分辨能力的单像元探测器来获取目标图像信息的新型成像技术,与传统"所见即所得"的光学成像技术相比具有高灵敏、抗干扰和高分辨等一系列优点,在遥感探测、国防军事和生物医学等领域有着广阔... 详细信息

单像素成像技术是一种可通过无空间分辨能力的单像元探测器来获取目标图像信息的新型成像技术,与传统"所见即所得"的光学成像技术相比具有高灵敏、抗干扰和高分辨等一系列优点,在遥感探测、国防军事和生物医学等领域有着广阔的应用前景。近年来,随着计算能力的提升和光电器件的发展,单像素成像受到越来越多学者们的关注。简要回顾了单像素成像的发展历程,详细介绍了单像素成像的基本原理、调制矩阵设计、图像恢复算法等方面的研究进展,并对其应用场景和未来发展趋势进行了总结和展望。

关键词：单像素成像鬼成像压缩感知图像恢复

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基于超纠缠的三用户全连接量子网络

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物理学报 2025年

作者：刘圆凯侯云龙杨宜霖侯刘敏李渊华林佳陈险峰上海电力大学数理学院上海交通大学物理与天文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量子科学研究中心山东师范大学光操纵与应用协同创新中心

超纠缠作为一种多自由度上的高维量子纠缠现象，在量子通信、量子计算和高维量子态操控中发挥着关键作用。与单一自由度纠缠态不同，超纠缠态在偏振、路径、轨道角动量等多个自由度上同时建立纠缠关系，通过纠缠操控分发技术，可以构建... 详细信息

超纠缠作为一种多自由度上的高维量子纠缠现象，在量子通信、量子计算和高维量子态操控中发挥着关键作用。与单一自由度纠缠态不同，超纠缠态在偏振、路径、轨道角动量等多个自由度上同时建立纠缠关系，通过纠缠操控分发技术，可以构建出高维量子信息网络。基于此，本文构建了一个超纠缠的全连接量子网络，通过周期极化薄膜铌酸锂(PPLN)波导级联二次谐波产生和自发参量下转换过程实现偏振和time-bin自由度的超纠缠，并使用密集波分复用(DWDM)技术，将超纠缠态复用到单模光纤中传输给终端用户。使用Franson-type干涉和双光子符合测量技术对纠缠态的质量进行表征，同时对偏振纠缠态进行了量子态层析，并利用纠缠分发技术在网络中实现长距离分发及量子密钥传输。实验结果表明，偏振纠缠和time-bin纠缠的双光子干涉对比度均大于95%，并且在经过100km纠缠分发后，两种自由度的量子态保真度依旧高于88%，证明了该网络具有高质量的超纠缠，并且可以实现远距离的纠缠分发。本文的方法为构建支持量子隐形传态、超密集编码等量子任务的大规模超纠缠的量子网络提供了一种新的方案。

关键词：超纠缠自发参量下转换量子网络

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基于CL-IPPM的单光源逆向调制自由空间光通信系统

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光电子．激光 2022年第2期33卷 208-216页

作者：陈天宁杨国伟滕旭阳毕美华杭州电子科技大学通信工程学院浙江杭州310016 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

在单光源逆向调制(modulating retro-reflector,MRR)自由空间光通信(free-space optical,FSO)系统中,光收发端在接收MRR端上行再调制信号时,会受到自身下行信号的串扰,导致系统误码率性能恶化。本文提出采用组合逻辑(combinatorial logi... 详细信息

在单光源逆向调制(modulating retro-reflector,MRR)自由空间光通信(free-space optical,FSO)系统中,光收发端在接收MRR端上行再调制信号时,会受到自身下行信号的串扰,导致系统误码率性能恶化。本文提出采用组合逻辑(combinatorial logic,CL)反向脉位调制(inverse pulse position modulation,IPPM)方案来消除下行信号对上行再调制信号的串扰,进而降低单光源MRR FSO通信系统误码率。本项研究设计了基于CL-IPPM的单光源MRR FSO通信实验装置,进行了仿真及全双工通信实验。实验结果表明,使用CL-IPPM方案的单光源MRR FSO系统增益约5 dB。同时,光收发端和MRR端均采用IPPM时,CL-IPPM方案可获得较好的误码率性能。此外,本文利用微角锥棱镜阵列的伪相位共轭特性来提升该系统的鲁棒性,将CL-IPPM方案与微角锥棱镜阵列结合应用于单光源MRR FSO通信系统,可实现弱/中湍流强度下误码率为10^(-3)以下的全双工通信。

关键词：组合逻辑逆向调制大气湍流自由空间光通信微角锥棱镜阵列

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面向板级光互连应用的柔性聚合物波导的制备及其性能评价

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光学学报 2022年第5期42卷 189-196页

作者：刘晓锋王国栋姚腾飞李永凯马麟缪桦孙蓉中国科学院深圳先进技术研究院广东深圳518055 深南电路股份有限公司广东深圳518117 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

现有的柔性波导器件存在加工制备难、机械柔韧性有限、可靠性程度低等难题。基于中性面理论,以聚酰亚胺(PI)薄膜为衬底,设计并制作了具有三明治叠层结构的柔性多模聚合物波导,通过多层中性面的构筑赋予柔性波导优异的结构可靠性和机械... 详细信息

现有的柔性波导器件存在加工制备难、机械柔韧性有限、可靠性程度低等难题。基于中性面理论,以聚酰亚胺(PI)薄膜为衬底,设计并制作了具有三明治叠层结构的柔性多模聚合物波导,通过多层中性面的构筑赋予柔性波导优异的结构可靠性和机械柔韧性。所制备的柔性聚合物波导具有低传输损耗(0.16 dB/cm@850 nm)和低通道串扰(<-40 dB)的特性。通过微机械设计使在机械变形过程中施加在波导芯层上的应变最小化,波导表现出优良的机械弯曲性能,其最小弯曲半径低至3 mm,且以1 mm弯曲半径弯曲1000次后,其传输损耗无明显增加。可靠性测试实验结果表明,柔性波导具有优异的热稳定性、耐老化性能以及可加工性能,经过湿度循环、温度循环以及无铅回流焊处理后,波导的传输性能并未发生明显劣化。该研究为具有优异机械柔性和环境可靠性的柔性聚合物波导的规模化生产和应用提供了一定的理论与技术指引。

关键词：光学器件柔性聚合物波导传输损耗通道间串扰性能可靠性

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基于被动相位噪声补偿的自由空间光学频率传递

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导航定位与授时 2023年第3期10卷 66-71页

作者：仇子昂胡亮周子杰薛瑞旻陈建平吴龟灵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

针对自由空间光信号传输更易受到环境影响的特点，提出了一种被动相位噪声补偿技术。该方法利用探测往返传输的光信号与发射端参考信号拍频获得链路引入的相位噪声，在发射端通过声光移频器（acousto-optic modulator, AOM）对待传递信... 详细信息

针对自由空间光信号传输更易受到环境影响的特点，提出了一种被动相位噪声补偿技术。该方法利用探测往返传输的光信号与发射端参考信号拍频获得链路引入的相位噪声，在发射端通过声光移频器（acousto-optic modulator, AOM）对待传递信号移频取共轭即可在接收端获得相位稳定的光学频率信号。该方法避免了使用复杂的鉴相和伺服控制电路，使系统具有更快的补偿速度且没有鉴相范围的限制。实验结果表明，150 m的室外自由空间链路的平均时间1 s的附加频率不稳定度约为1.9×10-16,平均时间1 000 s的附加频率不稳定度约为4.6×10-19。该相位噪声补偿技术为高精度的自由空间光学频率传递提供了一个简单可靠的方案。

关键词：自由空间光学频率传递被动相位噪声补偿高精度时间频率传递光钟计量学

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基于双向时分复用同纤同波传输的时间同步系统

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中国激光 2021年第9期48卷 153-158页

作者：陈祖峰左发兴胡亮金禕陈建平吴龟灵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 国网上海市电力公司上海200122

设计了一种基于双向时分复用同纤同波传输的时间同步系统。为了消除钟差,实现从端与主端的时间同步,利用双向时分复用同纤同波时间比对得到从端与主端的钟差,通过校频和比例-积分-微分控制算法调整从端压控晶振的输出频率。双向时分同... 详细信息

设计了一种基于双向时分复用同纤同波传输的时间同步系统。为了消除钟差,实现从端与主端的时间同步,利用双向时分复用同纤同波时间比对得到从端与主端的钟差,通过校频和比例-积分-微分控制算法调整从端压控晶振的输出频率。双向时分同纤同波传输链路双向传输的时延对称性,使系统只需进行端机标定,无需对不同长度的光纤链路进行标定。在实验室盘纤和实地光纤链路上的实验结果表明,不同长度光纤链路下,本系统同步后的平均钟差均优于10 ps;在长约60 km的实地光纤链路上,本系统同步后的平均钟差小于9 ps,3σ钟差优于285 ps,时间偏差优于16 ps/s(短稳)、7 ps/10^(4) s(长稳)。

关键词：光纤光学时间同步双向时分复用时钟驯服

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面向跨数据中心网络的节点约束存储转发调度方法

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计算机研究与发展 2021年第2期58卷 319-337页

作者：林霄姬硕岳胜男孙卫强胡卫生福州大学物理与信息工程学院福州350116 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) 上海200240

借助海量数据中心存储,通过存储转发(store-and-forward,SnF)调度大数据传输,已被证明能有效解决跨数据中心间大数据传输难题.然而,多数现有调度方法将数据途经的所有网络节点(例如数据中心)均纳入SnF调度决策,导致其计算复杂度过高,难... 详细信息

借助海量数据中心存储,通过存储转发(store-and-forward,SnF)调度大数据传输,已被证明能有效解决跨数据中心间大数据传输难题.然而,多数现有调度方法将数据途经的所有网络节点(例如数据中心)均纳入SnF调度决策,导致其计算复杂度过高,难以为大规模网络提供实时调度服务.针对跨数据中心光网络场景,给出SnF模型,量化分析存储节点数量对调度问题性能与复杂度的影响.研究表明:在一定条件下,无需将所有节点都纳入调度决策也可获得良好的调度性能.由此,提出了节点约束SnF调度方法.该方法的特点在于:1)仅将部分数据途经节点纳入调度决策,降低调度问题求解难度;2)引入拓扑抽象,将被选节点间链路状态压缩,缩小调度问题规模、提高算法求解效率.仿真结果表明:在阻塞率和算法计算时间方面,该方法优于现有调度方法.

关键词：大数据传输跨数据中心网络波长路由存储调度方法

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