检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2024年第15期44卷 421-436页

作者：胡攀孙璐王洪炜张永苏翼凯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

集成拓扑光子器件以光为信息载体,为光的传播过程提供拓扑保护,在下一代面向片上信息处理的光子芯片中具有巨大的应用潜力。通过引入拓扑的概念,集成光子系统得以拥有全新的特性,包括单向传播的边界态以及对结构缺陷免疫等。随着对拓扑... 详细信息

集成拓扑光子器件以光为信息载体,为光的传播过程提供拓扑保护,在下一代面向片上信息处理的光子芯片中具有巨大的应用潜力。通过引入拓扑的概念,集成光子系统得以拥有全新的特性,包括单向传播的边界态以及对结构缺陷免疫等。随着对拓扑光子学理论的深入研究,提出和验证了许多基于拓扑光子学原理的器件,展示了拓扑光子学在构建高性能光信息处理芯片方面的广阔前景。本文详细介绍了集成拓扑光子器件的研究进展:首先,从不同的拓扑相或拓扑机制出发,介绍一维、二维拓扑光子集成器件及其在片上光信息处理中的应用;然后,进一步对非厄米、合成维度、非线性以及连续谱束缚态中的拓扑现象及集成光子器件展开讨论;最后,对集成拓扑光子器件面临的问题和发展趋势进行总结和展望。

关键词：集成光学拓扑光子学拓扑相拓扑边界态集成光子器件

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基于瑞利散射强度谱动态扩展的大量程分布式光纤传感系统

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光学学报 2024年第11期44卷 251-257页

作者：陈家豪刘庆文常晏铭何祖源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

基于背向瑞利散射和啁啾脉冲的光纤分布式声传感器实现了动态信号的高性能测量,但其过小的量程限制了准静态信号的测量能力。为此,本文提出了一种基于瑞利频谱解调法的频谱扩展算法,利用光纤受到应变时瑞利散射强度谱发生频移的特点,在... 详细信息

基于背向瑞利散射和啁啾脉冲的光纤分布式声传感器实现了动态信号的高性能测量,但其过小的量程限制了准静态信号的测量能力。为此,本文提出了一种基于瑞利频谱解调法的频谱扩展算法,利用光纤受到应变时瑞利散射强度谱发生频移的特点,在应变测量过程中动态扩展分布式光纤传感系统的参考频谱频率范围以提高测量量程。在实验中,利用扫频范围为1 GHz的啁啾脉冲,实现了198με应变信号的测量,测量量程相较于无扩展算法时扩大了65倍。

关键词：分布式光纤传感瑞利散射传感量程互相关频谱扩展

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薄膜铌酸锂切趾啁啾光栅研究

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光子学报 2024年第8期53卷 80-90页

作者：隆嘉轩吴侃蔡明璐张栩嘉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

本文研究了基于薄膜铌酸锂的啁啾光栅性能,采用仿真分析的方法,研究了不同设计参数下,三种光栅切趾方式对称线性切趾、非对称线性切趾和高斯切趾在反射带宽和群延迟色散上的差异。通过最优化设计,在高斯切趾的啁啾光栅下,实现了3 dB带宽... 详细信息

本文研究了基于薄膜铌酸锂的啁啾光栅性能,采用仿真分析的方法,研究了不同设计参数下,三种光栅切趾方式对称线性切趾、非对称线性切趾和高斯切趾在反射带宽和群延迟色散上的差异。通过最优化设计,在高斯切趾的啁啾光栅下,实现了3 dB带宽21.2 nm、群延迟色散值0.1385 ps/nm的啁啾光栅。本工作将为实现薄膜铌酸锂片上色散补偿和光信号处理奠定基础。

关键词：啁啾光栅切趾绝缘体上铌酸锂色散补偿群延迟

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基于质子交换和刻蚀工艺的体铌酸锂阵列波导光栅

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光学学报 2023年第13期43卷 20-26页

作者：袁佳茜刘嘉程杜江兵何祖源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

提出一种将质子交换技术和刻蚀技术结合的体铌酸锂波导和器件加工方案,基于质子交换的铌酸锂晶体相变特性改变,降低了质子交换区直接刻蚀难度,结合质子交换的纵向折射率改变和刻蚀波导的横向结构改变,波导尺寸显著降低,采用粒子群算法... 详细信息

提出一种将质子交换技术和刻蚀技术结合的体铌酸锂波导和器件加工方案,基于质子交换的铌酸锂晶体相变特性改变,降低了质子交换区直接刻蚀难度,结合质子交换的纵向折射率改变和刻蚀波导的横向结构改变,波导尺寸显著降低,采用粒子群算法优化波导尺寸,最小可达2.5μm。基于该工艺方案设计了中心波长为1550 nm、四通道且通道间隔为400 GHz的阵列波导光栅,该阵列波导光栅的传输损耗约为6 dB,相邻通道间串扰均低于22 dB,整体尺寸仅为850μm×620μm,在高密度铌酸锂光子集成互连等场景具有较大的应用潜力。

关键词：光栅铌酸锂质子交换粗波分复用阵列波导光栅

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基于单光子探测的高精度长距离光纤双向时间比对

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光学学报 2023年第13期43卷 53-62页

作者：付鑫宇胡亮周子杰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

在长距离光纤时间传递链路中,为了避免使用中继放大导致双向传输时延不对称以及引入附加的噪声,提出一种基于单光子探测的长距离光纤时间传递方案。将经过主端(从端)1 pulse/s时间信号控制的激光脉冲序列作为发送信号,利用从端(主端)具... 详细信息

在长距离光纤时间传递链路中,为了避免使用中继放大导致双向传输时延不对称以及引入附加的噪声,提出一种基于单光子探测的长距离光纤时间传递方案。将经过主端(从端)1 pulse/s时间信号控制的激光脉冲序列作为发送信号,利用从端(主端)具有极高探测灵敏度的单光子探测器接收到达信号,并基于双向时分复用同纤同波时间比对方案得到双向光纤链路传输时延变化,进而根据时间相关单光子计数和高斯拟合的数据处理方式得到两端之间钟差的时间稳定度。为了实现单光子探测器在门控模式下对长距离光纤实验系统的长期测试,设计并实现了外部触发门控工作方式下动态调整的触发控制系统。通过利用光纤链路传输时延变化量,实现对门控触发信号的控制。350 km单模光纤和对应长度的色散补偿光纤(链路总损耗约为100 dB)的时间传递系统实验结果表明,时间传递稳定度优于1.5 ps@1 s和0.4 ps@8192 s。所提方法为长距离高精度光纤时间传递提供了一种有效的解决方案。

关键词：光纤时间传递单光子探测双向时分复用传输时延

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微波光子信道化链路非线性失真的数字补偿方法

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光学学报 2023年第13期43卷 81-87页

作者：王锦成陈萧恩丁玟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

微波光子信道化链路的线性度主要受信道内的交调失真和信道间的互调失真的限制。本文提出了一种基于数字域迭代的非线性失真补偿方法,对各个信道输出的中频信号在数字域进行联合处理,通过迭代不断逼近线性化的理想结果,能够同时有效抑... 详细信息

微波光子信道化链路的线性度主要受信道内的交调失真和信道间的互调失真的限制。本文提出了一种基于数字域迭代的非线性失真补偿方法,对各个信道输出的中频信号在数字域进行联合处理,通过迭代不断逼近线性化的理想结果,能够同时有效抑制信道化链路中的交调失真和互调失真。仿真结果表明,在参数无偏差的情况下,该方法可以完全抑制信道内的交调失真和信道间的互调失真;在参数偏差为5%的情况下,仍可以将三阶交调失真和互调失真分别抑制15 dB和16 dB。

关键词：傅里叶光学与信号处理交调失真互调失真微波光子数字信号处理

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硅基可编程多功能光子芯片研究进展和展望(特邀)

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激光与光电子学进展 2024年第19期61卷 131-143页

作者：邱辞源马宁陈雨苏翼凯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

硅基可编程多功能光子芯片是信息光子领域的一种关键芯片,可以实现高速、多功能的片上光逻辑计算、光学信息处理等多种重要应用。这一类芯片利用硅基光电子器件构建光子链路,并可以通过在光电子器件上加载热学、电学信号来实现器件的功... 详细信息

硅基可编程多功能光子芯片是信息光子领域的一种关键芯片,可以实现高速、多功能的片上光逻辑计算、光学信息处理等多种重要应用。这一类芯片利用硅基光电子器件构建光子链路,并可以通过在光电子器件上加载热学、电学信号来实现器件的功能编程和信号加载,进而可以基于单个芯片实现多种功能。近年来,国内外研究团队在这些方面做出了重要贡献,但在速度、集成度、自动编程功能等方面仍面临着许多挑战。基于上述进展和挑战,介绍了硅基可编程多功能光子芯片的基本原理和性能指标,并系统地阐述了该类光子芯片在信息领域的应用现状和发展前景。

关键词：硅基可编程多功能集成光子芯片

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基于最小频移键控调制的测风激光雷达

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光学学报 2025年

作者：潘亦晨肖正原陈嘉庚何祖源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

对于相干多普勒测风激光雷达(CDWL)，传统的单频脉冲方案因峰值功率存在上限，其距离分辨率和最大测量距离、风速测量精度两项指标之间存在相互制约。脉冲编码调制是解决上述制约关系的重要手段，但各种调制方式能够实现的最终系统性能... 详细信息

对于相干多普勒测风激光雷达(CDWL)，传统的单频脉冲方案因峰值功率存在上限，其距离分辨率和最大测量距离、风速测量精度两项指标之间存在相互制约。脉冲编码调制是解决上述制约关系的重要手段，但各种调制方式能够实现的最终系统性能有所差异。本文提出了一种基于最小频移键控(MSK)调制的CDWL方案，利用MSK调制波形的低串扰特性，相应地增加脉冲宽度，实现了CDWL性能的进一步提升。通过理论分析、仿真及实验，证明了MSK调制方案相较于二进制相移键控(BPSK)调制具有更强的串扰抑制能力与更高的风速测量精度。在20 W峰值功率上限，20 ns码片宽度以及63位编码的条件下，实测该方案可在450 m探测距离内实现3 m的距离分辨率与0.20 m/s的风速测量精度。

关键词：激光雷达最小频移键控串扰抑制距离分辨率风速测量精度

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基于窄线宽扫频光源的高分辨率阵列式光纤光栅温度传感系统

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光学学报 2023年第9期43卷 24-30页

作者：陈伟刘庆文常晏铭刘姝廷何祖源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 鹏城实验室广东深圳518055

高精度温度传感器在地球物理、海洋科学、石油化工等领域具有广泛应用。针对传统光纤光栅温度传感器分辨率较低的问题,提出一种基于光纤光栅的高精度多点复用温度传感系统,该系统采用封装好的不同中心波长的π相移光纤光栅作为温度敏感... 详细信息

高精度温度传感器在地球物理、海洋科学、石油化工等领域具有广泛应用。针对传统光纤光栅温度传感器分辨率较低的问题,提出一种基于光纤光栅的高精度多点复用温度传感系统,该系统采用封装好的不同中心波长的π相移光纤光栅作为温度敏感单元,以扫频激光器和波分复用技术检测各光纤光栅谐振波长,并引入氰化氢标准气体吸收室作为波长参考,用非平衡马赫-曾德尔干涉仪补偿光源扫频过程中的非线性,以提升波长测量精度。实验实现了对10个温度传感探头的同时探测,温度分辨率达到10^(-4)℃水平,测量范围达到0~100℃。该光纤光栅温度传感系统在高精度温度测量领域具有广阔的应用前景。

关键词：光纤光学高精度温度传感扫频激光相移光纤光栅光纤光栅封装光纤光栅阵列

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基于压电效应的光电子集成技术研究进展(特邀)

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光子学报 2023年第11期52卷 1-22页

作者：沈健冯成龙张洵张磊舒畅张永苏翼凯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电子工程系上海200240

压电效应是一种实现电能与机械能之间相互转换的重要物理现象。随着集成光电子技术和压电薄膜材料制备技术的日益成熟,压电效应在光电子集成芯片领域引起广泛的研究。在压电效应的作用下,外部电场可以操控薄膜材料的形变,从而改变折射率... 详细信息

压电效应是一种实现电能与机械能之间相互转换的重要物理现象。随着集成光电子技术和压电薄膜材料制备技术的日益成熟,压电效应在光电子集成芯片领域引起广泛的研究。在压电效应的作用下,外部电场可以操控薄膜材料的形变,从而改变折射率,实现光电调谐和声光调制。本文首先介绍常见压电薄膜材料及其研究进展,随后回顾和探讨基于压电效应的光电子集成器件的研究进展。最后,对压电调谐器件和声光调制器的应用进行介绍和展望,分析其大规模应用面临的挑战和问题。

关键词：硅基光电子学压电效应可调谐器件声光调制器光电子集成芯片

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