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Signal generation and processing at 100 Gb/s based on optical time division multiplexing

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Frontiers of Optoelectronics 2013年第1期6卷 57-66页

作者： Li HUO Qiang WANG Yanfei XING caiyun lou Tsinghua National Laboratory for Information Science and Technology State Key Laboratory of Integrated Optoelectronics Department of Electronics Tsinghua University Beijing 100084 China

In this paper, we review our recent works in 100 Gb/s signal generation and processing. A high-speed 100 Gb/s system with on-off keying (OOK) modulation format is implemented by using optical time division multiplexing (OTDM) method. As modifications of this system, simultaneous multicolor optical signal generation and 100 Gb/s return-to-zero (RZ)-to-non-return-to-zero (NRZ) format conversion are presented. We also demonstrate basic all-optical signal processing functions of 100 GHz clock recovery and 100 Gb/s all-optical 2R generation based on semiconductor optical amplifiers (SOAs).

关键词： optical time division multiplexing (OTDM) 2R regeneration clock recovery semiconductor optical amplifier (SOA)

基于F-P腔和SOA 100 GHz及200 GHz全光时钟恢复

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光学学报 2015年第8期35卷 64-70页

作者：武岳霍力娄采云清华大学电子工程系北京100084

解释了当信号速率是法布里-珀罗(F-P)腔的自由光谱区宽度(FSR)的整数倍时,利用F-P腔和基于半导体光放大器(SOA)级联偏移滤波的幅度均衡系统实现全光时钟恢复的原理。从理论上研究了幅度均衡系统中偏移滤波参数对时钟幅度抖动的影响,并... 详细信息

解释了当信号速率是法布里-珀罗(F-P)腔的自由光谱区宽度(FSR)的整数倍时,利用F-P腔和基于半导体光放大器(SOA)级联偏移滤波的幅度均衡系统实现全光时钟恢复的原理。从理论上研究了幅度均衡系统中偏移滤波参数对时钟幅度抖动的影响,并且给出了理论上最佳的偏移滤波参数。实验中,为了解决时分复用(OTDM)系统中不同时隙信道信号光相位不同导致F-P腔输出光脉冲幅度严重起伏的问题,采用了对信号光进行波长转换的方法,最终利用FSR为102 GHz的F-P腔和幅度均衡系统成功地分别从102 Gb/s和204 Gb/s归零码开关键控(RZ-OOK)码信号中恢复出了102 GHz和204 GHz的光时钟。其中102 GHz时钟的幅度抖动为8.5%,时间抖动小于236 fs;204 GHz时钟的幅度抖动为9.4%,时间抖动小于251 fs。

关键词：光通信法布里-珀罗腔时钟恢复幅度均衡波长转换

1964年的《中国科学院工作条例》与“理论联系实际”问题

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自然科学史研究 2008年第3期27卷 265-280页

作者：楼彩云张藜中国科学院自然科学史研究所北京100010

新中国成立至"文革"开始前,"理论联系实际"原则在不同的历史背景下有不同的解读;而在科研工作中应当如何理解与贯彻这一原则,则是新中国科学发展中的核心问题之一。文章立足中国科学院,着重整理1964年《中国科学院工作条例(自然科学部分... 详细信息

新中国成立至"文革"开始前,"理论联系实际"原则在不同的历史背景下有不同的解读;而在科研工作中应当如何理解与贯彻这一原则,则是新中国科学发展中的核心问题之一。文章立足中国科学院,着重整理1964年《中国科学院工作条例(自然科学部分,初稿)》(简称"三十六条")的制定背景、起草过程以及颁布实施等,并分析其实施效果。"三十六条"是中国科学院在总结以往经验、深入调查研究的基础上制定的,其主旨是为了在多变的政治环境下保证科研工作的相对稳定、保护基础研究并给科学院的科研方向以正确定位。它将"如何理解与贯彻理论联系实际原则"这一核心问题转化为"科研工作的分类与比例划分"问题,可以说是中国科学院解决该问题的一次大力尝试与集中反映。由于"三十六条"颁布不久即受到政治运动的影响,这次尝试并没有完全达到预期的效果,但有其特定的历史意义。

关键词：《中国科学院工作条例》科研工作分类 “理论联系实际”

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10Gb/s全光3R再生的研究

光学学报 2005年第1期25卷 27-29页

作者：娄采云王桐霍力高以智章恩耀清华大学电子工程系北京100084

　报道了对10 Gb/s恶化数据信号的全光3R(再放大、再定时、再整形)再生的实验研究。针对利用基于半导体光放大器的注入锁模环形激光器进行时钟恢复时的码型效应问题,提出了利用梳状滤波器对信号进行预处理。利用这个技术极大的减小了由... 详细信息

　报道了对10 Gb/s恶化数据信号的全光3R(再放大、再定时、再整形)再生的实验研究。针对利用基于半导体光放大器的注入锁模环形激光器进行时钟恢复时的码型效应问题,提出了利用梳状滤波器对信号进行预处理。利用这个技术极大的减小了由于码型效应造成的时钟信号的幅度和时间抖动,从恶化的数据信号中恢复出无码型效应的高质量光时钟脉冲。信号整形的关键是光判决门,性能良好的判决门可以进一步提高信号的消光比、减小抖动。研究了基于电吸收调制器的信号再整形。利用上述器件构成的 3R再生器,实现了 10 Gb/s恶化信号的全光3R再生。

关键词：光纤通信技术全光3R再生时钟恢复码型效应梳状滤波器

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傅里叶域锁模扫频光相干层析系统仿真

半导体光电 2018年第4期39卷 554-557页

作者：汪霄霍力娄采云清华大学电子工程系集成光电子学国家重点实验室北京100084

建立了基于傅里叶域锁模(FDML)扫频光相干层析(OCT)系统的数值模型,通过对FDML光源中的组件进行建模,利用分步傅里叶法求解非线性薛定谔方程,研究了滤波器带宽对光源强度噪声与相位噪声的影响。在此基础上对OCT成像过程中的信号进行了... 详细信息

建立了基于傅里叶域锁模(FDML)扫频光相干层析(OCT)系统的数值模型,通过对FDML光源中的组件进行建模,利用分步傅里叶法求解非线性薛定谔方程,研究了滤波器带宽对光源强度噪声与相位噪声的影响。在此基础上对OCT成像过程中的信号进行了数值仿真,研究了光源噪声和成像系统中的色散失配对点扩散函数及其滚降特性的影响,获得了扫频光源中元件特性与OCT系统性能的直接关系。

关键词：傅里叶域锁模光学相干层析点扩散函数数值模型

基于改进光电振荡器结构的超短光帧时钟脉冲提取

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光学学报 2014年第8期34卷 72-76页

作者：解析霍力王强王东娄采云清华大学电子工程系北京100084

研究了一种基于双相位调制器(PM)结构的光电振荡器(OEO)。利用OEO提取的电时钟对外加的连续光进行相位调制,再经过光带通滤波器(OBPF)进行偏移滤波,产生了脉宽为7.6ps的光脉冲。随后进入由相位调制器和单模光纤(SMF)组成的脉冲压缩器进... 详细信息

研究了一种基于双相位调制器(PM)结构的光电振荡器(OEO)。利用OEO提取的电时钟对外加的连续光进行相位调制,再经过光带通滤波器(OBPF)进行偏移滤波,产生了脉宽为7.6ps的光脉冲。随后进入由相位调制器和单模光纤(SMF)组成的脉冲压缩器进行脉冲压缩,从而得到脉宽很窄的光帧时钟。实验中,成功实现了从4×25Gbit/s信号中同时提取出25GHz的光时钟和电时钟。光时钟的脉冲宽度为3.1ps,占空比为7.75%,时间抖动为135fs(100Hz^10MHz)。电时钟载噪比为61.7dB,时间抖动为118fs(100Hz^10MHz)。

关键词：光通信光电振荡器帧时钟提取光时分复用相位调制器

基于电吸收调制器的全光开关门模型和实验研究

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中国激光 2009年第5期36卷 1118-1123页

作者：俸彦鸣霍力杨彦甫娄采云清华信息科学与技术国家实验室(筹) 集成光电子学国家联合重点实验室清华大学电子工程系北京100084

全光开关门是全光3R再生、全光解复用、全光逻辑门和全光波长变换的重要组成模块,而基于电吸收调制器(EAM)的全光开关门具有偏振无关和码型效应小等优点。依据光生裁流子的输运方程,建立了体材料EAM中的交叉吸收调制(XAM)模型。通过该... 详细信息

全光开关门是全光3R再生、全光解复用、全光逻辑门和全光波长变换的重要组成模块,而基于电吸收调制器(EAM)的全光开关门具有偏振无关和码型效应小等优点。依据光生裁流子的输运方程,建立了体材料EAM中的交叉吸收调制(XAM)模型。通过该模型利用时域有限差分法,研究了EAM在高功率超短光脉冲抽运作用下形成的开关门特性,对不同EAM偏置电压、抽运光功率和脉冲宽度下的开关门进行了分析。同时,进行了开关门特性与偏置电压大小和抽运脉冲功率之间关系的实验研究。实验结果与理论预期相符合。EAM光开关用于光3R再生,使40Gb/s残余色散或偏振模色散恶化信号得到再生。

关键词：光通信高速光信号处理全光开关门电吸收调制器交叉吸收调制

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单偏振半导体光放大器扫频光相干成像系统

中国激光 2014年第11期41卷 10-16页

作者：尚怀嬴霍力吴远鹏娄采云清华大学电子工程系信息科学与技术国家实验室集成光电子学国家重点实验室北京100084 北京无线电计量测试研究所北京100039 计量与校准技术国家级重点实验室北京100039

搭建完成了基于单偏振半导体光放大器扫频光源的光相干成像系统,此系统可以实现高速光相干层析成像与光相干显微成像。系统中的扫频光源使用偏振相关的半导体光放大器作为放大单元,该光放大器有着增益谱宽大、输出功率高的优点,使得光... 详细信息

搭建完成了基于单偏振半导体光放大器扫频光源的光相干成像系统,此系统可以实现高速光相干层析成像与光相干显微成像。系统中的扫频光源使用偏振相关的半导体光放大器作为放大单元,该光放大器有着增益谱宽大、输出功率高的优点,使得光源仅使用一个放大器即可获得合适的增益谱宽与输出功率,并可采用傅里叶域锁模技术大幅提高其扫频速率。采用傅里叶域锁模技术时,扫频光源输出功率达到32 mW左右,有效扫描频率为45kHz,输出光谱的中心波长为1326nm,光谱宽度为115nm。利用系统进行高速光相干层析成像时,横向分辨率为9μm,纵向分辨率为12.9μm左右,灵敏度为105dB。利用系统进行光相干显微成像时,可以清楚地看到洋葱内表皮细胞的结构。

关键词：相干光学傅里叶域锁模结构光源光相干层析光相干显微镜半导体光放大器

10 GHz,9 ps Pulses Generation from an Actively Mode-locked Fiber Ring Laser

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Chinese Journal of Lasers 1998年第4期 16-20页

作者： LI Yuhua lou caiyun WU Jian WU Boyu GAO Yizhi (Department of Electronic Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China)

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１ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＨｉｇｈｓｐｅｄａｎｄｌａｒｇｅｃａｐａｃｉｔｙａｒｅｔｈｅｅｖｉｄｅｎｔｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｂ...

关键词： fiber ring laser ultra short pulses generation actively mode locking