检索结果-内蒙古大学图书馆

光学学报 2025年第3期45卷 95-104页

作者：赵韦晨李晶田成裴丽宁提纲北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044

提出一种基于镜频抑制混频器的可调函数波形生成方案。将连续波激光器发射出的光信号作为输入光波,射频信号经过马赫-曾德尔调制器调制为连续光波,调制后的光波通过镜频抑制混频器后,拍频噪声和镜像信号干扰被消除,经过镜频抑制混频器... 详细信息

提出一种基于镜频抑制混频器的可调函数波形生成方案。将连续波激光器发射出的光信号作为输入光波,射频信号经过马赫-曾德尔调制器调制为连续光波,调制后的光波通过镜频抑制混频器后,拍频噪声和镜像信号干扰被消除,经过镜频抑制混频器的光电流由各谐波项组成,通过调节各个谐波项的系数来逼近目标函数波形的傅里叶级数,最终生成所需的目标波形信号。分析结果表明,通过控制马赫-曾德尔调制器的3个变量即(调制系数β、偏置电压Vbias和上下两臂信号间的相位差θ),该方案可对各谐波系数进行灵活调控。利用光学仿真软件进行了仿真,进一步证实了所提方案的准确性和可靠性,可以生成对称因子可调的三角波、占空比可调的方波和占空比可调的三角波。当限定均方根误差(RMSE)不大于5%时,可获得波形质量较好的可调对称(对称因子满足30%≤σ≤70%)三角波。

关键词：微波光子学函数波形生成傅里叶级数马赫-曾德尔调制器镜频抑制混频器

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基于DP-MZM调制交/直流功率检测的瞬时频率测量

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光学学报 2024年第21期44卷 84-94页

作者：田成李晶赵韦晨裴丽宁提纲北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044

提出了一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(DP-MZM)调制单支路交/直流功率检测的瞬时频率测量(IFM)方案。通过引入可调的射频时延将射频频率信息映射到光场相位,再经光电转换传递至交/直流功率比函数,即幅度比较函数(ACF),再利用ACF映射... 详细信息

提出了一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(DP-MZM)调制单支路交/直流功率检测的瞬时频率测量(IFM)方案。通过引入可调的射频时延将射频频率信息映射到光场相位,再经光电转换传递至交/直流功率比函数,即幅度比较函数(ACF),再利用ACF映射关系实现射频信号的瞬时频率测量。对方案进行了理论分析与计算,结果表明,ACF曲线仅与射频时延差有关,通过调节延迟线引入的时延差可实现测频范围的大范围可调。对系统进行了仿真验证,结果表明,测频范围为0~16.7 GHz的IFM系统方案的误差范围为±200 MHz。最后,对影响测频精度的调制系数、调制器偏置电压漂移、调制器消光比进行了讨论,得到了各自的容差范围。

关键词：微波光子瞬时频率测量光信号处理射频光子学

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太赫兹多维复用与折射率传感集成器件

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光学学报 2024年第8期44卷 229-241页

作者：揭璐李海粟刘亚静王建帅任国斌裴丽北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044

提出了一种基于亚波长偏振保持光纤的多维复用与折射率(RI)传感集成器件。该器件由定向耦合器、Y型分束器和布拉格光栅器件构成,能够同时实现三维空间中偏振和频率(解)复用、色散补偿以及RI传感功能。集成器件下行端口输出偏振解复用后... 详细信息

提出了一种基于亚波长偏振保持光纤的多维复用与折射率(RI)传感集成器件。该器件由定向耦合器、Y型分束器和布拉格光栅器件构成,能够同时实现三维空间中偏振和频率(解)复用、色散补偿以及RI传感功能。集成器件下行端口输出偏振解复用后的x偏振态,其在0.25 THz频率处的传输率和消光比分别为-5.94 dB和15.16 dB。此后,原波导中y偏振态(工作频率为0.25 THz)与x偏振态(工作频率为0.27 THz)复用后于直通端口输出,传输率分别为-7.20 dB和-2.02 dB。同时,集成的均匀光栅和π相移光栅可分别实现色散补偿(群速度色散为-109.4 ps·THz^(-1)·mm^(-1))和RI传感(灵敏度为0.181 THz/RIU)功能。基于太赫兹亚波长光纤的集成器件在下一代通感一体化信息系统中具有良好的应用前景。

关键词：光学器件太赫兹耦合器复用器传感器

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基于双频泵浦正常色散碳化硅微环谐振腔的光频率梳设计

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物理学报 2024年第3期73卷 116-125页

作者：高荣杨亚楠湛晨翌张宗祯邓宜王子潇梁坤冯素春北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044 北京交通大学电子信息工程学院北京100044

提出一种利用锁相双频激光泵浦正常色散碳化硅微环谐振腔产生光频率梳的方案.对绝缘体上碳化硅微环谐振腔光波导进行色散调控,实现1550 nm波段平坦正常色散优化设计.利用Lugiato-Lefever方程对锁相双频激光泵浦正常色散碳化硅微环谐振... 详细信息

提出一种利用锁相双频激光泵浦正常色散碳化硅微环谐振腔产生光频率梳的方案.对绝缘体上碳化硅微环谐振腔光波导进行色散调控,实现1550 nm波段平坦正常色散优化设计.利用Lugiato-Lefever方程对锁相双频激光泵浦正常色散碳化硅微环谐振腔的光频率梳产生进行仿真,研究了泵浦失谐量改变时光频率梳产生的时域和频域演化过程.同时探究了泵浦功率、微腔波导损耗、微腔色散、双频激光功率占比、双频激光频率间隔等各项参数对光频率梳产生的影响,仿真产生的光频率梳带宽可覆盖1500—1600 nm.仿真结果有助于推动基于正常色散碳化硅微环谐振腔的1550 nm波段高重复频率宽带光频率梳的研究和应用.

关键词：非线性光学光频率梳正常色散微腔

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基于耦合器和环行器的O波段掺铋光纤放大器单纤双向放大对比实验研究

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中国激光 2025年第1期52卷 15-22页

作者：王丁辰裴丽郑晶晶王建帅张福浩王丽红李晶宁提纲北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044

首先基于耦合器构建了单纤双向掺铋光纤放大器(BDFA),以测试在放大器的输入和输出端没有隔离器的条件下两个信号受到反向光干扰时的性能。然后,用环行器代替耦合器对系统进行了重构,以验证隔离器在双向放大中的优化作用,并将其与耦合器... 详细信息

首先基于耦合器构建了单纤双向掺铋光纤放大器(BDFA),以测试在放大器的输入和输出端没有隔离器的条件下两个信号受到反向光干扰时的性能。然后,用环行器代替耦合器对系统进行了重构,以验证隔离器在双向放大中的优化作用,并将其与耦合器结构的结果进行了比较。实验结果表明,在总泵浦功率为1 W的条件下,当输入功率为-15 dBm时,两个信号都获得了近24 dB的增益,噪声系数(NF)为7 dB~9 dB。与耦合器方案相比,信号的增益在环行器结构下提高了41%而NF降低了近50%。这项工作为O波段BDFA在波分复用器无源光网络(WDMPON)中的实际应用提供了参考。

关键词：光纤放大器 O波段掺铋光纤双向放大掺铋光纤放大器

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基于神经网络和多目标优化算法的掺铋光纤放大器设计

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光学学报 2024年第2期44卷 112-119页

作者：侯文强裴丽王建帅郑晶晶徐文轩田梓辰王丁辰王丽红李晶宁提纲北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044

掺铋光纤放大器有助于将光纤通信系统拓展至新的传输波段。然而,其增益和噪声性能存在相互制约的关系,提升增益往往会导致噪声性能的恶化,反之亦然。因此,提出一种结合反向传播神经网络(BPNN)和带精英保留策略的快速非支配排序遗传算法(... 详细信息

掺铋光纤放大器有助于将光纤通信系统拓展至新的传输波段。然而,其增益和噪声性能存在相互制约的关系,提升增益往往会导致噪声性能的恶化,反之亦然。因此,提出一种结合反向传播神经网络(BPNN)和带精英保留策略的快速非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)的多目标优化方法,通过对两级掺铋光纤放大器结构进行设计,实现了增益和噪声性能的同时优化。使用经过训练的BPNN对增益和噪声系数预测的均方根误差分别为0.191和0.084,具有较高预测精度。以高增益和低噪声系数为目标,使用NSGA-Ⅱ算法进行优化,得到包含500个解的Pareto最优解集。优化后,放大器所能实现的平均增益范围为15~37 d B,相应的平均噪声系数范围为4.95~5.31 d B。利用BPNN代替求解耦合微分方程来评价个体适应度,使得优化时间较传统方法由106s左右降低为80 s左右,大幅提升了优化效率。所提方法也为其他掺杂光纤放大器的高效率、多目标结构优化设计提供了一种新的思路。

关键词：光纤通信掺铋光纤放大器反向传播神经网络多目标优化带精英保留策略的快速非支配排序遗传算法

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O波段掺铋光纤激光器输出特性实验研究

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中国激光 2024年第23期51卷 10-16页

作者：张福浩裴丽郑晶晶王建帅王丁辰侯文强叶萧王丽红李晶宁提纲北京交通大学电子信息工程学院北京100044 北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044

搭建了基于环形腔结构的掺铋光纤激光器(BDFL),使用120 m长的掺铋磷硅酸盐光纤(BPSF),通过改变输出耦合比和泵浦功率,最终在耦合比为80∶20的条件下,实现了最大输出功率为127.3 mW@1310.22 nm、斜率效率为14.44%、光信噪比(OSNR)大于60... 详细信息

搭建了基于环形腔结构的掺铋光纤激光器(BDFL),使用120 m长的掺铋磷硅酸盐光纤(BPSF),通过改变输出耦合比和泵浦功率,最终在耦合比为80∶20的条件下,实现了最大输出功率为127.3 mW@1310.22 nm、斜率效率为14.44%、光信噪比(OSNR)大于60 dB、3 dB线宽约为0.036 nm的有效激光输出。同时比较了泵浦方式对激光输出的影响。在三种泵浦方式中,后向泵浦方式下的激光器性能最佳,输出功率达到136.4 mW且斜率效率为18.92%。与以往报道相比,在相同光纤长度下,该激光器具有较为优异的性能。

关键词：光纤激光器 O波段掺铋光纤 1310 nm激光器

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太赫兹偏振保持亚波长波导链路功率预算分析

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光电子．激光 2024年第5期35卷 449-458页

作者：刘亚静李海粟李晶任国斌北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044

为了探究太赫兹偏振保持波导在太赫兹通信系统链路中对传输信号的影响,本工作提出波导链路功率预算模型,研究了偏振保持亚波长介质波导的性能参数(长度、损耗、色散和双折射)对太赫兹幅移键控(amplitude shift keying,ASK)调制系统通信... 详细信息

为了探究太赫兹偏振保持波导在太赫兹通信系统链路中对传输信号的影响,本工作提出波导链路功率预算模型,研究了偏振保持亚波长介质波导的性能参数(长度、损耗、色散和双折射)对太赫兹幅移键控(amplitude shift keying,ASK)调制系统通信性能的影响,计算了不同发射功率、波导长度、调制信号特征时间宽度、调制信号周期时,两个正交偏振态信号的接收功率、信号与干扰加噪声比(signal-to-interference-plus-noise ratio,SINR)和相干、非相干解调误码率(bit error rate,BER)。研究结果显示,通过合理设计波导结构,该系统可实现高速(3.33 Gbit/s)、低BRE(低于前向纠错极限10-3)通信。本工作揭示了太赫兹亚波长波导长度、损耗、群速度色散(group velocity disper-sion,GVD)和双折射对通信性能的影响机制,对研发基于太赫兹波导链路的宽带通信系统具有积极意义。

关键词：波导偏振保持太赫兹通信功率预算

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正常色散高非线性石英光纤优化设计及平坦光频率梳产生

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物理学报 2022年第23期71卷 296-307页

作者：王佳强吴志芳冯素春北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044

本文对一种纤芯折射率分布呈三角形的四包层结构正常色散平坦高非线性石英光纤进行优化设计,用于平坦光频率梳产生.研究了光纤各包层宽度和折射率大小对光纤色散特性、截止波长的影响.经过优化设计的光纤在波长1400—1700nm范围内可实... 详细信息

本文对一种纤芯折射率分布呈三角形的四包层结构正常色散平坦高非线性石英光纤进行优化设计,用于平坦光频率梳产生.研究了光纤各包层宽度和折射率大小对光纤色散特性、截止波长的影响.经过优化设计的光纤在波长1400—1700nm范围内可实现较为平坦的近零正常色散,色散范围为−3—0ps/(km⋅nm).光纤有效模场面积约为11μm^(2),非线性系数可达12.8W^(−1)⋅km^(−1).基于电光调制脉冲泵浦正常色散平坦高非线性石英光纤,进行平坦光频率梳产生仿真.研究了光纤长度、二阶色散、三阶色散、脉冲峰值功率、脉冲宽度、脉冲初始啁啾、脉冲形状等参数对光频率梳产生的影响.仿真结果有利于促进正常色散高非线性石英光纤的国产化及其在平坦光频率梳的应用.

关键词：高非线性光纤光学频率梳正常色散自相位调制

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基于平面光波导的二维色散系统

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光学学报 2023年第19期43卷 33-41页

作者：贾生萍卢顺谭中伟北京交通大学电子信息工程学院光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室北京100044

随着光谱检测的重要性与日俱增,对高性能光谱仪的研究显得尤为重要和紧迫。提出一种基于平面光波导的二维光谱色散系统,它集合了平面波导微型化和光栅高色散的优点,能够将光谱在二维平面上展开。通过仿真发现,所提系统能够实现光谱在二... 详细信息

随着光谱检测的重要性与日俱增,对高性能光谱仪的研究显得尤为重要和紧迫。提出一种基于平面光波导的二维光谱色散系统,它集合了平面波导微型化和光栅高色散的优点,能够将光谱在二维平面上展开。通过仿真发现,所提系统能够实现光谱在二维方向上展宽,带宽远远大于基于虚像相位阵列(VIPA)的二维色散系统。此外,所提系统的体积较小,更易于集成。

关键词：衍射二维光谱检测平面光波导体光栅光谱检测

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