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空间光耦合平衡探测器设计与测试

红外与激光工程 2017年第3期46卷 196-202页

作者：梁赫西代永红艾勇石倩芸周凌林单欣武汉大学电子信息学院湖北武汉430072 湖北师范大学教育信息与技术学院湖北黄石435002

星地空间相干光通信中,受大气湍流及空间光耦合效率因素的影响,要实现高速率、高探测灵敏度的通信变得异常困难。针对星地空间相干光通信链路中空间光耦合较难的问题,提出了采用大面积平衡探测器来提高探测灵敏度的方法。通过分析平衡... 详细信息

星地空间相干光通信中,受大气湍流及空间光耦合效率因素的影响,要实现高速率、高探测灵敏度的通信变得异常困难。针对星地空间相干光通信链路中空间光耦合较难的问题,提出了采用大面积平衡探测器来提高探测灵敏度的方法。通过分析平衡探测技术的原理及平衡探测器结构,设计了一种探测面直径为100μm、工作速率为5 Gbps的平衡探测器,搭建了空间相干光通信测试平台。在5 Gbps通信速率下,探测器的直接探测灵敏度达到-18.6 dBm,相干探测灵敏度达到-43.89 dBm,共模抑制比高于38.5 dB。测试结果验证了该空间光耦合平衡探测器用于空间相干光通信的可行性。

关键词：平衡探测相干解调灵敏度共模抑制比

涡旋光平衡探测系统转速测量精度与信噪比分析(特邀)

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红外与激光工程 2021年第9期50卷 125-133页

作者：沙启蒙王卫杰刘通刘政良邱松任元航天工程大学宇航科学与技术系北京101416 航天工程大学量子探测与感知实验室北京101416

对于基于叠加态涡旋光和涡旋光零差探测等传统转速测量方式,光的远距离传输和发散等原因造成的信号光衰减会导致探测系统无法准确提取信号,而涡旋光平衡探测系统可以解决这一难题,但是以往的研究对该探测系统的精度和信噪比鲜有分析,这... 详细信息

对于基于叠加态涡旋光和涡旋光零差探测等传统转速测量方式,光的远距离传输和发散等原因造成的信号光衰减会导致探测系统无法准确提取信号,而涡旋光平衡探测系统可以解决这一难题,但是以往的研究对该探测系统的精度和信噪比鲜有分析,这一定程度上限制了其工程化的进展。首先将零差探测系统作为对比项,通过分析不同转速下涡旋光平衡探测系统和零差探测系统测量精度的变化情况,证明了二者均可实现高精度测量,其次通过对比在不同信号光功率下二者的信噪比(SNR),发现了在测量微弱信号时涡旋光平衡探测系统具有明显优势;最后,通过分析不同本振光功率对信噪比造成的影响,揭示了平衡探测信噪比和本振光功率之间的关系,阐明了信噪比随本振光功率变化的原因。

关键词：涡旋光信噪比精度平衡探测零差探测旋转多普勒效应

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可调平衡探测激光偏振光谱研究

光学学报 2009年第9期29卷 2601-2606页

作者：武寄洲韩强马杰赵延霆肖连团贾锁堂山西大学物理电子工程学院量子光学与光量子器件国家重点实验室山西太原030006

偏振光谱技术是一种高灵敏度和高分辨的光谱技术。提出一种基于可调平衡探测偏振光谱的实验方法,研究了不同偏振面下偏振光谱线型的变化趋势,观测到光谱线型随偏振片旋转产生的翻转现象。通过结合偏振理论与平衡探测理论,对线型翻转现... 详细信息

偏振光谱技术是一种高灵敏度和高分辨的光谱技术。提出一种基于可调平衡探测偏振光谱的实验方法,研究了不同偏振面下偏振光谱线型的变化趋势,观测到光谱线型随偏振片旋转产生的翻转现象。通过结合偏振理论与平衡探测理论,对线型翻转现象进行了解释,理论与实验符合得很好。同时,研究了色散型谱线峰峰值与抽运光强之间的依赖关系,发现在抽运探测光强比约为100时谱线强度出现饱和现象,为利用偏振光谱进行激光器频率稳定时选择参数提供了理论依据。

关键词：偏振光谱平衡探测可调技术铯原子

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基于透射式RSOD的平衡探测型OCT系统

中国激光 2009年第10期36卷 2543-2547页

作者：徐磊丁志华陈明惠王凯孟婕吴彤浙江大学现代光学仪器国家重点实验室浙江杭州310027

报道了一种适用于平衡探测型光学相干层析(OCT)成像系统的透射式快速扫描光学延迟线(RSOD)。该透射式RSOD主要由反射型闪耀光栅、傅里叶透镜、快速扫描振镜、直角棱镜和反射镜组成,具备了反射式RSOD同样的相位调制、轴向扫描、调节色散... 详细信息

报道了一种适用于平衡探测型光学相干层析(OCT)成像系统的透射式快速扫描光学延迟线(RSOD)。该透射式RSOD主要由反射型闪耀光栅、傅里叶透镜、快速扫描振镜、直角棱镜和反射镜组成,具备了反射式RSOD同样的相位调制、轴向扫描、调节色散功能。实验表明,基于透射式RSOD构建的平衡探测型OCT系统,与基于反射式RSOD的非平衡探测型OCT系统相比,图像质量明显提高。

关键词：医用光学与生物技术光学相干层析透射式快速扫描光学延迟线平衡探测

通路不对称对基于平衡探测的光模数转换系统性能的影响

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中国激光 2017年第5期44卷 201-206页

作者：刘锐吴龟灵苏斐然金钲韬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

平衡探测器的两输入通路在增益和时延上的不对称会对基于平衡探测的光模数转换(PADC)系统的性能产生影响。建立了基于平衡探测的PADC系统的数学模型,理论上分析了系统有效比特位(ENOB)与平衡探测器两输入通路的增益和时延的不对称性,并... 详细信息

平衡探测器的两输入通路在增益和时延上的不对称会对基于平衡探测的光模数转换(PADC)系统的性能产生影响。建立了基于平衡探测的PADC系统的数学模型,理论上分析了系统有效比特位(ENOB)与平衡探测器两输入通路的增益和时延的不对称性,并仿真分析了增益和时延的不对称对系统ENOB的影响,同时进行了相应的实验验证。结果表明,在相同调制深度下,系统的ENOB随着两输入通路的相对增益和相对时延的增加而减小。当平衡探测器两输入通路在增益和时延上完全一致时,系统的ENOB随着调制深度的增加而逐渐减小;当平衡探测器两输入通路在增益和时延上存在偏差时,系统的ENOB随着调制深度的增加先增大后减小。

关键词：信号处理光模数转换平衡探测增益不对称时延不对称

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基于平衡探测的集成光波导电场传感器研制

激光与光电子学进展 2021年第19期58卷 205-213页

作者：姜超张家洪李英娜赵振刚昆明理工大学信息工程与自动化学院云南昆明650000

为了进一步提高传感系统的灵敏度,在一片铌酸锂晶片上设计双平行非对称马赫-曾德尔干涉仪型光波导结构,并在光波导的周围设计分段电极,实现方向相反的电光调制,为此研制出尺寸为78 mm×14 mm×7.5 mm的集成光波导电场传感器。采用LTspic... 详细信息

为了进一步提高传感系统的灵敏度,在一片铌酸锂晶片上设计双平行非对称马赫-曾德尔干涉仪型光波导结构,并在光波导的周围设计分段电极,实现方向相反的电光调制,为此研制出尺寸为78 mm×14 mm×7.5 mm的集成光波导电场传感器。采用LTspice仿真软件设计一种跨阻抗平衡光电探测电路,采用差分法实现对共模噪声的抑制,从而提高电场传感器的灵敏度。实验结果表明,传感系统时域可测电场强度范围为33~3000 V/m,线性动态范围为35 dB,适用于弱电场的时域测量。

关键词：集成光学非对称马赫-曾德尔干涉仪光波导传感器平衡探测电场测量

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用于高速微弱光信号的平衡探测技术研究

激光技术 2015年第2期39卷 182-184页

作者：刘宏阳张燕革艾勇代永红陈晶武汉大学电子信息学院武汉430072

长距离高速微弱光电探测技术在激光通信中应用广泛。为了在未被噪声湮没的环境中检测出所需的微弱信号,采用平衡探测技术对单管探测和平衡探测进行对比,并且对具体的平衡探测器电路进行了理论分析和仿真,得出了在一致性系数较大(k>0.6)... 详细信息

长距离高速微弱光电探测技术在激光通信中应用广泛。为了在未被噪声湮没的环境中检测出所需的微弱信号,采用平衡探测技术对单管探测和平衡探测进行对比,并且对具体的平衡探测器电路进行了理论分析和仿真,得出了在一致性系数较大(k>0.6)时平衡探测器的信噪比优于单管探测的结论。从理论上分析了单管和双管探测的最小可探测光功率。结果表明,把平衡探测技术用于高速微弱光信号探测具有很大的优越性。

关键词：探测器高速微弱光信号平衡探测信噪比

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相干光通信中平衡探测器的研究与测试

科学技术与工程 2016年第16期16卷 207-211页

作者：石倩芸艾勇梁赫西代永红陈晶武汉大学电子信息学院武汉430072

在高速相干光通信系统中,平衡光电探测器是其核心器件。通过对相干探测原理的分析,得出了一致性系数与平衡探测信噪比的关系,给出了平衡探测器的组成结构,设计了相干探测的测试方案。当通信速率为5 Gbps时,该平衡探测器的共模抑制比高于... 详细信息

在高速相干光通信系统中,平衡光电探测器是其核心器件。通过对相干探测原理的分析,得出了一致性系数与平衡探测信噪比的关系,给出了平衡探测器的组成结构,设计了相干探测的测试方案。当通信速率为5 Gbps时,该平衡探测器的共模抑制比高于27d B,采用平衡探测实现相干解调的最小信号光功率比单管探测改善了8 d B,验证了该平衡探测器用于高速相干光通信的可行性。

关键词：相干光通信平衡探测一致性系数信噪比

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基于平衡探测的RoF系统的毫米波研究

光通信技术 2013年第5期37卷 13-14页

作者：税奇军唐炳华董赛鹰柴燕四川文理学院物理与工程技术系四川达州635000

通过理论建模,在中心站利用法布里-珀罗(F-P)滤波器从可调谐激光器中滤出两束相位近似相等的相干光,经过2×2光纤耦合器耦合之后,在基站利用两个光电探测器进行平衡探测产生了毫米波信号。经仿真对比,相位噪声和系统强度噪声得到了极大... 详细信息

通过理论建模,在中心站利用法布里-珀罗(F-P)滤波器从可调谐激光器中滤出两束相位近似相等的相干光,经过2×2光纤耦合器耦合之后,在基站利用两个光电探测器进行平衡探测产生了毫米波信号。经仿真对比,相位噪声和系统强度噪声得到了极大的改善。

关键词：光纤无线电平衡探测毫米波相位噪声