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2024第二届光通信与光电器件发展论坛暨2024第二届光纤材料与激光器件及技术发展论坛

作者：徐永鑫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

2021 年,lTU-T 50G PON 系列标准正式发布,各大设备厂商也推出了各自的产品与解决方案。下一代接入网速率预计达到100Gbps 及以上,架构也更多关注相干检测方案。该报告首先回顾了高速直调直检PON 的研究进展,运用人工智能算法探索系统...

2021 年,lTU-T 50G PON 系列标准正式发布,各大设备厂商也推出了各自的产品与解决方案。下一代接入网速率预计达到100Gbps 及以上,架构也更多关注相干检测方案。该报告首先回顾了高速直调直检PON 的研究进展,运用人工智能算法探索系统的性能极限,包括极简神经网络均衡算法及其实时实现,端到端深度学习的通信系统框架设计;然后介绍下一代点到多点相干PON 的关键技术挑战和研究进展,包括锁频激光器和极简相干架构设计。

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“下一代超100G光接入网关键技术”专题前言

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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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“光子集成芯片”专题前言

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激光与光电子学进展 2024年第19期 4+3页

作者：苏翼凯王兴军蔡鑫伦朱涛上海交通大学电子信息与电气工程学院北京大学电子学院先进技术研究院龑国光学学会区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室纳光电子教育部沿科学中心中山大学电子与信息工程学院重庆大学光电学院光电技术及系统敦育部重点实验室光电学院中国光学学会中国光学工程学会

后摩尔时代，以电子为信息载体的微电子芯片，使用金属作为传输介质，由于损耗高、能耗大、效率低，信息处理速度与容量受限，已逐渐达到带宽、集成度和计算速度的极限。光子集成芯片作为新型芯片，依赖光子硬件而非电子硬件，以光运算...

后摩尔时代，以电子为信息载体的微电子芯片，使用金属作为传输介质，由于损耗高、能耗大、效率低，信息处理速度与容量受限，已逐渐达到带宽、集成度和计算速度的极限。光子集成芯片作为新型芯片，依赖光子硬件而非电子硬件，以光运算代替电运算，具有高速度、大带宽、低功耗、无串扰传输以及可并行计算的优势，是后摩尔时代“超越摩尔”（Beyond Moore）的重要技术路线之一。光子集成芯片在参量调控、信息存储和逻辑计算等方面具有全新的技术特征，是未来满足人工智能、万物互联、云计算等领域对超大容量信息获取、传输、计算、存储和显示的重要潜在支撑技术。

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分布式光纤传感技术研究和应用的现状及未来

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光学学报 2024年第1期44卷 3-65页

作者：张旭苹张益昕王亮余贶琭刘波尹国路刘琨李璇李世念丁传奇汤玉泉尚盈王奕首王晨王峰樊昕昱孙琪真谢尚然吴慧娟吴昊王花平赵志勇南京大学智能光感知与调控技术教育部重点实验室江苏南京210023 华中科技大学光学与电子信息学院湖北武汉430074 北京交通大学信息科学研究所北京100044 之江实验室光纤传感研究中心浙江杭州311100 重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室重庆400044 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072 中国电力科学研究院有限公司北京100192 中国煤炭地质总局勘查研究总院北京100039 中油奥博(成都)科技有限公司四川成都611731 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所光子器件与材料安徽省重点实验室安徽合肥230031 齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东省科学院激光研究所山东济南250104 厦门大学航空航天学院福建厦门361005 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 北京理工大学光电学院信息光子技术工信部重点实验室北京100081 电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室四川成都611731 兰州大学土木工程与力学学院甘肃兰州730000

我国大型基础设施的建设规模已多年位居世界之首,分布式光纤传感技术(DOFS)作为大型基础设施健康状态实时监测最有潜力的技术,近年来得到了迅速发展。针对DOFS在技术和应用的突破上面临的挑战,在介绍DOFS各技术基本工作原理、发展历史... 详细信息

我国大型基础设施的建设规模已多年位居世界之首,分布式光纤传感技术(DOFS)作为大型基础设施健康状态实时监测最有潜力的技术,近年来得到了迅速发展。针对DOFS在技术和应用的突破上面临的挑战,在介绍DOFS各技术基本工作原理、发展历史、现状以及典型应用原理和方案等的基础上,对其工作新机理、系统设计方案、研究发展方向等进行了阐述和讨论。

关键词：光纤光学分布式光纤传感技术光时域反射仪光频域反射仪干涉型分布式光纤传感

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光纤端的等离激元探测技术

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激光与光电子学进展 2019年第20期56卷 41-58页

作者：杨天陈成王晓丹周鑫雷泽雨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

尝试对两类典型的光纤端集成等离激元探测技术的发展进行回顾与梳理,并结合作者的科研实践对本领域未来工作的重点和潜在价值进行讨论。第一类技术是在光纤的端平面集成等离激元谐振传感结构,尤其是等离激元微腔。这种器件既能够插进微... 详细信息

尝试对两类典型的光纤端集成等离激元探测技术的发展进行回顾与梳理,并结合作者的科研实践对本领域未来工作的重点和潜在价值进行讨论。第一类技术是在光纤的端平面集成等离激元谐振传感结构,尤其是等离激元微腔。这种器件既能够插进微量样品通过dip-and-read方式进行生物分子传感,也能够伸入狭小的空间进行超声内窥探测。未来,如何在秉持方便、快速核心价值的基础上,解决复杂样品中低含量分子检测的难题,是这类器件进入医学诊断和食品检验应用领域的关键;而如何大幅提高表面等离激元谐振传感器对声信号的灵敏度,是实现具有重要应用价值的光纤表面等离激元谐振水听器阵列的关键。第二类技术是在锥形光纤尖端集成等离激元天线探针。结合各种扫描探针显微技术,这种器件提供了对等离激元天线的高精度动态调控能力,及通过等离激元热点与样品的强烈作用进行高分辨扫描成像的能力。未来,通过对天线探针和可测量物理量的创新研究,有望进一步扩展可表征物理和化学现象的范围,显著提升表征性能。

关键词：表面光学等离激元微腔等离激元天线光纤集成生物传感水听器扫描探针显微技术

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一种低损耗低模式串扰渐变型少模光纤

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光电子．激光 2019年第4期30卷 353-358页

作者：于如愿郑宏军黎昕白成林胡卫生刘倩倩王潇山东省光通信科学与技术重点实验室聊城大学物理科学与信息工程学院山东聊城252059 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电子信息与电气工程学院上海200240

提出了一种纯二氧化硅纤芯、渐变折射率分布的两模光纤,实现了渐变折射率少模光纤低差分模式群时延和纯二氧化硅芯光纤低损耗优点的有效结合。采用全矢量有限元方法研究表明,所提出的少模光纤纤芯采用纯二氧化硅实现了低损耗,采用纤芯... 详细信息

提出了一种纯二氧化硅纤芯、渐变折射率分布的两模光纤,实现了渐变折射率少模光纤低差分模式群时延和纯二氧化硅芯光纤低损耗优点的有效结合。采用全矢量有限元方法研究表明,所提出的少模光纤纤芯采用纯二氧化硅实现了低损耗,采用纤芯渐变折射率实现了低差分群延迟,包层处采用凹陷折射率实现了低弯曲损耗,采用模式大折射率差实现了低模式串扰,采用大有效面积实现了低非线性系数;该光纤具有非线性系数和差分模式群时延在1.5~1.65μm波长范围内平坦特性。

关键词：少模光纤纯二氧化硅芯渐变折射率低损耗低模式串扰

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面向6G的智能全息无线电

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无线电通信技术 2022年第1期48卷 1-15页

作者：潘时龙宗柏青唐震宙吕凯林范忱官科谷一英李杏张俊文于振明李晓洲武震林赵家宁朱啸龙杨悦南京航空航天大学电子信息工程学院/集成电路学院江苏南京210016 中兴通讯股份有限公司广东深圳518057 北京交通大学轨道交通控制与安全国家重点实验室北京100044 大连理工大学光电工程与仪器科学学院/光子技术研究中心辽宁大连116024 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/智能微波光波融合创新中心上海200240 复旦大学信息科学与工程学院/电磁场与微波技术教育部重点实验室上海200433 北京邮电大学电子工程学院/信息光子学与光通信国家重点实验室北京100876

作为6G物理层备选技术,全息无线电具有同时实现射频全息、空间频谱全息和空间波场合成的能力,能够通过空间频谱全息和空间波场合成对全物理空间内的电磁场进行全闭环精准调制和调节,有效提高频谱效率和网络容量,从而支撑全息成像级、超... 详细信息

作为6G物理层备选技术,全息无线电具有同时实现射频全息、空间频谱全息和空间波场合成的能力,能够通过空间频谱全息和空间波场合成对全物理空间内的电磁场进行全闭环精准调制和调节,有效提高频谱效率和网络容量,从而支撑全息成像级、超高密度以及像素化的超高分辨率空间复用。该综述全面梳理了面向6G的智能全息无线电的基本概念及国内外研究现状,重点分析了基于智能全息无线电技术的6G通信系统架构,详细阐述了涉及的关键技术和挑战,包括光电二极管和电光调制器紧耦合全息天线阵集成、微波光子前端与光学信号处理的透明融合、RF全息空间的快速重构算法与k空间层析、面向智能全息无线电的空间波场合成技术和算法。

关键词：微波光子学 6G通信压缩感知全息超表面 k空间成像空间谱全息

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模分复用系统中少模复用（解复用）技术研究

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聊城大学学报（自然科学版） 2020年第2期33卷 50-67页

作者：董秋焕刘阳郑宏军黎昕白成林胡卫生陈南光聊城大学物理科学与信息工程学院、山东省光通信科学与技术重点实验室山东聊城252059 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

近年来,在模分复用(MDM)光通信领域中采用少模光纤(FMFs)来增加传输容量的方法已经得到高度关注和深入研究,该方法可以突破单模光纤(SMFs)非线性香农极限.结合本课题组开展的模分复用方面的部分工作,比较系统、深入地分析讨论了模分复... 详细信息

近年来,在模分复用(MDM)光通信领域中采用少模光纤(FMFs)来增加传输容量的方法已经得到高度关注和深入研究,该方法可以突破单模光纤(SMFs)非线性香农极限.结合本课题组开展的模分复用方面的部分工作,比较系统、深入地分析讨论了模分复用研究过程中相对突出、经典的部分研究工作和最新进展,涉及少模模分复用器结构设计、特性及应用.分析讨论了一种基于相位板的三模式模分复用器、基于液晶空间光调制器(LCOS-based SLM)的模分复用器、常规标准型光纤光子灯笼、模式选择光纤光子灯笼、模式组选择光纤光子灯笼、模式组选择刻写波导型光子灯笼的结构设计、特性及应用.最后,给出了本课题组近期提出的新颖的定向耦合模分复用器以及模分复用器研究发展趋势,为模分复用光纤前传等系统应用提供有效支持.今后的较长一段时间,模分复用技术研究中的采用特殊材料和传输信道结构设计来实现低衰减、低串扰、高消光比、高模式选择性等指标仍然是通信领域需要继续探索的研究热点.

关键词：模分复用模分复用解复用器少模光纤光子灯笼

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色散平坦光纤中的高速率PM-16QAM信号传输研究

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红外与激光工程 2018年第9期47卷 162-169页

作者：朱龙洋郑宏军黎昕白成林胡卫生许恒迎刘山亮聊城大学物理科学与信息工程学院山东省光通信科学与技术重点实验室山东聊城252059 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

提出了一种高速率、偏振复用、正交幅度调制信号的色散平坦光纤传输系统,传输速率分别为160 Gbps和256 Gbps,调制格式为PM-16QAM。实验研究了色散平坦光纤链路系统的传输特性,并分别与非零色散位移光纤和标准单模光纤链路传输特性做了... 详细信息

提出了一种高速率、偏振复用、正交幅度调制信号的色散平坦光纤传输系统,传输速率分别为160 Gbps和256 Gbps,调制格式为PM-16QAM。实验研究了色散平坦光纤链路系统的传输特性,并分别与非零色散位移光纤和标准单模光纤链路传输特性做了比较。实验结果表明,较低输入光功率情况下,PM-16QAM信号在160 Gbps传输50 km时,经色散平坦光纤传输后的误差矢量幅度EVM优于经非零色散位移光纤传输情况0.5%,比特误码率BER优于非零色散位移光纤传输情况两个数量级;色散平坦光纤链路能更好地衰减旁瓣噪声;256 Gbps传输50 km和75 km时,仅在色散平坦光纤链路传输后可以较好地解调出信号;传输距离越长,保持较好特性时输入光功率范围越小。对比160 Gbps和256 Gbps情况,高速率PM-16QAM信号在色散平坦光纤链路的传输特性优于非零色散位移光纤和标准单模光纤链路的传输特性,传输速率越高、传输距离越长效果越明显。

关键词：正交幅度调制色散平坦光纤非零色散位移光纤标准单模光纤传输特性

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56Gbit／s、4QAM信号在Front-haul色散平坦光纤系统传输研究

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光电子．激光 2018年第6期29卷 610-617页

作者：朱龙洋郑宏军黎昕白成林胡卫生许恒迎山东省光通信科学与技术重点实验室聊城大学物理科学与信息工程学院山东聊城252059 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电子信息与电气工程学院上海200240

提出了一种高速率、正交幅度调制(QAM,quadrature amplitude modulation)信号的前传(Front-haul)色散平坦光纤(DFF,dispersion flattened fiber)传输系统,系统传输速率为56Gbit/s、调制格式为4QAM。实验研究了DFF链路系统的线性传输特性,并分别与非零色散位移光纤(NZDSF,non-zero dispersion shifted fiber)和标准单模光纤(SSMF,standard single mode fiber)链路传输特性作了比较。实验结果表明,在线性传输情况下,高速率、QAM信号在DFF链路的传输特性优于NZDSF和SSMF链路的传输特性;传输链路越长越明显。高速率4QAM信号在经25km DFF传输后的误差矢量幅度(EVM,error vector magnitude)优于经25km NZDSF传输情况的1.40%,信号Q因子(Q factor)优于经NZDSF传输后情况1.50dB。在不同输入光功率下,经50km DFF传输后的信号EVM要优于经NZDSF传输后2.60%~3.70%,信号Q因子优于经NZDSF传输后情况0.8~2.2dB。DFF链路具有明显的衰减信号旁瓣噪声能力。本研究为移动通信Front-haul长跨距传输提供了新思路和实验参考。

关键词：正交幅度调制(QAM) 色散平坦光纤非零色散位移光纤标准单模光纤传输特性

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