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光频域反射技术中激光相位噪声影响分析

光学学报 2011年第7期31卷 61-66页

作者：谢玮霖董毅周潜常乐何浩胡卫生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

研究了光频域反射技术(OFDR)中因激光线宽有限而造成的激光相位噪声对系统性能的影响。理论推导了相位噪声的分布函数,仿真分析和实验测试了激光相位噪声与激光相干长度、反射信号强度之间的内在关联性。研究结果表明,激光相位噪声是OFD... 详细信息

研究了光频域反射技术(OFDR)中因激光线宽有限而造成的激光相位噪声对系统性能的影响。理论推导了相位噪声的分布函数,仿真分析和实验测试了激光相位噪声与激光相干长度、反射信号强度之间的内在关联性。研究结果表明,激光相位噪声是OFDR中的重要噪声来源,影响着系统的测试精度和可测距离,当测试距离接近相干长度、链路中存在强的反射信号时,激光相位噪声的影响将更加严重、影响范围也将增加。因此,在OFDR的设计和应用中必须对激光相位噪声问题予以高度关注和设计考虑。

关键词：散射后向散射光频域反射测量术迈克耳孙干涉仪激光线宽激光相位噪声

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相位自校准的光纤微波频率绝对相位传递

光子学报 2023年第9期52卷 145-155页

作者：张晋铂胡亮李奇陈建平吴龟灵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

提出一种相位自校准的光纤微波频率相位传递方案。该方案使用声表面波滤波器的冲激响应的窄带信号作为时间信号,使其与频率信号可同时使用同一波长进行传输。为实现稳定的可重复相位差,利用时间信号的往返传输时延来确定频率信号的整数... 详细信息

提出一种相位自校准的光纤微波频率相位传递方案。该方案使用声表面波滤波器的冲激响应的窄带信号作为时间信号,使其与频率信号可同时使用同一波长进行传输。为实现稳定的可重复相位差,利用时间信号的往返传输时延来确定频率信号的整数个周期,并在多次重启的情况下验证了系统相位的稳定性。在60 km实验室平台上对所提方案进行验证,频率传递的稳定度优于4×10^(-14)@1 s,5×10^(-17)@10000 s。系统多次重启的情况下,所获得的平均相位差最大不一致的峰峰值为0.008 rad,对应于整个周期的0.15%,可保证较高的相位一致性。

关键词：光纤光学光通信时间频率传递稳相传输相位一致

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基于调制光频梳的薄膜铌酸锂波导超连续谱研究

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光子学报 2023年第5期52卷 282-289页

作者：黄毅吴侃肖泽宇李铁映蔡明璐陈建平上海交通大学电子信息与电气工程学院区域光纤通信与新型光通信系统国家重点实验室上海200240

仿真研究了基于薄膜铌酸锂调制器的电光频梳和飞秒脉冲产生,并利用该飞秒脉冲在一段薄膜铌酸锂波导中实现覆盖倍频程的超连续谱产生和倍频信号产生。通过级联铌酸锂调制器进行电光调制,产生了一个180 fs的超短脉冲。使用该脉冲作为输入... 详细信息

仿真研究了基于薄膜铌酸锂调制器的电光频梳和飞秒脉冲产生,并利用该飞秒脉冲在一段薄膜铌酸锂波导中实现覆盖倍频程的超连续谱产生和倍频信号产生。通过级联铌酸锂调制器进行电光调制,产生了一个180 fs的超短脉冲。使用该脉冲作为输入源输入一段薄膜铌酸锂波导,当输入能量达到126.4 pJ时,波导内产生的超连续谱达到倍频程并与倍频信号重叠。此外,还对脉冲参数优化进行了分析。本研究为实现基于薄膜铌酸锂的片上自参考光频梳系统奠定了基础。

关键词：铌酸锂光频梳电光调制超连续非线性光学

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光纤端的等离激元探测技术

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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薄膜铌酸锂多尖端端面耦合结构

光学学报 2024年第11期44卷 115-122页

作者：王嘉毅蔡明璐李天怡张栩嘉陈建平吴侃上海交通大学电子信息与电气工程学院上海先进通信与数据科学研究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

为提升薄膜铌酸锂芯片端面耦合的效率和稳定性,结合铌酸锂材料的刻蚀特点和工艺条件,设计并研究双层多尖端逆锥形的耦合结构。通过仿真计算、参数扫描和对比分析,探究双尖端和三尖端逆锥形耦合结构的特性及其参数选取方案。多尖端设计... 详细信息

为提升薄膜铌酸锂芯片端面耦合的效率和稳定性,结合铌酸锂材料的刻蚀特点和工艺条件,设计并研究双层多尖端逆锥形的耦合结构。通过仿真计算、参数扫描和对比分析,探究双尖端和三尖端逆锥形耦合结构的特性及其参数选取方案。多尖端设计可扩大端面处的模场,从而降低对加工精度的要求。在侧壁倾角62°和最小宽度150 nm的工艺条件下,理想的双尖端和三尖端结构分别在1550 nm波长处实现0.47 dB和1.04 dB的单端耦合损耗,且具有较大的工作带宽和对准容差。最后,结合多尖端耦合结构的制造和测试结果,分析薄膜铌酸锂芯片上端面耦合结构的优化方案,为进一步实现低损耗耦合结构奠定基础。

关键词：集成光学端面耦合逆锥形结构薄膜铌酸锂光子集成

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智能技术赋能飞秒激光:表征与控制(特邀)

激光与光电子学进展 2024年第1期61卷 223-243页

作者：罗超义理林蒲国庆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

飞秒激光在学术领域和工业领域都具有极高的应用价值,对飞秒激光进行准确快速的表征与精确控制对其各种应用至关重要。飞秒脉冲的传统表征方法依赖非线性效应且光路结构复杂,而飞秒脉冲的控制则大多采用开环手动调试,无法实现稳定的最... 详细信息

飞秒激光在学术领域和工业领域都具有极高的应用价值,对飞秒激光进行准确快速的表征与精确控制对其各种应用至关重要。飞秒脉冲的传统表征方法依赖非线性效应且光路结构复杂,而飞秒脉冲的控制则大多采用开环手动调试,无法实现稳定的最优调控,极大地限制了飞秒激光的应用。近年来,智能技术的出现给飞秒激光研究提供了新范式,结合智能技术,低能量高重复频率飞秒脉冲序列的单帧全域测量与飞秒脉冲的按需智能调控有望成为现实。

关键词：锁模激光器飞秒脉冲智能表征飞秒脉冲智能调控

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塑料光纤双锥与半球腔的活动耦合效应

光学学报 2003年第8期23卷 941-944页

作者：李谷波葛文萍郝素君游善红殷宗敏陈建平四川工业学院电子信息与电气工程系成都610039 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200030

报道了用氦氖激光实现的塑料光纤双锥与介质半球 (称半球腔 )之间的活动耦合效应。测量了光纤双锥的发射效率 ,并测量了锥腔耦合效率与半球腔的表面积、锥腔距离之间的关系。根据这种效应 ,可以制成塑料光纤活动耦合器 ;如果再加上调谐... 详细信息

报道了用氦氖激光实现的塑料光纤双锥与介质半球 (称半球腔 )之间的活动耦合效应。测量了光纤双锥的发射效率 ,并测量了锥腔耦合效率与半球腔的表面积、锥腔距离之间的关系。根据这种效应 ,可以制成塑料光纤活动耦合器 ;如果再加上调谐滤波器。

关键词：光纤通信塑料光纤双锥光纤活动耦合器耦合效率介质半球活动耦合效应发射效率氮氖激光

基于自适应步长ICA的CO-OFDM系统的偏振效应均衡研究

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光电子．激光 2015年第11期26卷 2109-2118页

作者：卢瑾顾欣任宏亮薛林林郭淑琴覃亚丽杨东勇胡卫生浙江工业大学信息工程学院浙江杭州310023 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

提出一种基于自适应步长独立成分分析(ICA)法的信道均衡算法,用于相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统偏振效应的补偿。基于50Gbit/s 16QAM CO-OFDM系统,偏振效应严重影响其系统传输性能。接收端在完成系统公共相位误差(CPE)补偿后,用本文... 详细信息

提出一种基于自适应步长独立成分分析(ICA)法的信道均衡算法,用于相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统偏振效应的补偿。基于50Gbit/s 16QAM CO-OFDM系统,偏振效应严重影响其系统传输性能。接收端在完成系统公共相位误差(CPE)补偿后,用本文所提算法对系统偏振效应进行盲均衡,根据每次迭代中信道频响分离矩阵的变化量自适应调整迭代步长,然后进行盲相互干扰(ICI)相位噪声补偿。仿真结果表明,本文算法的系统性能补偿效果接近于差分群延迟(DGD)为零时的系统性能,从而证明本文算法可以有效补偿偏振效应对高速光CO-OFDM系统性能的劣化。与固定步长ICA算法相比,本文算法能够极大地提高了迭代算法的收敛速度,极大地降低了算法复杂度。

关键词：偏振效应独立成分分析(ICA) 信道均衡自适应步长相干光正交频分复用(CO-OFDM)系统

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