基于压电陶瓷光相位调制器的光纤微分干涉仪

基于压电陶瓷的逆压电效应,采用压电陶瓷作为光相位调制器设计了光纤微分干涉仪。理论分析和实验结果表明,干涉仪输出光强的幅度和频率与施加在压电陶瓷上的交变信号电压的幅度和频率有关,且在一定的条件范围内呈良好的线性关系。这种采用压电陶瓷作为光相位调制器的干涉仪具有线性范围广,灵敏度高等特点,可应用于对外界环境振动源的监测或用于检测压电陶瓷自身的动态特性。

基于CORDIC算法的光相位检测及FPGA实现

基于交流相位跟踪零差补偿技术,采用CORDIC算法检测光相位变化,并在FPGA中设计了CORDIC算法实现的流水线结构,实现了对光相位变化的实时检测。同时,通过查找表和抛物线插值校正算法解决了CORDIC算法在运算中存在的"死区"问题,实现了光相位变化的高精度检测。实验表明,光相位的误差精度达到10-4。此方法具有实时性强和精度高的优点,适合大量数据的高速处理。

光相位共轭对分布放大明孤子传输的控制作用

应用数值分析方法研究了在由分布式掺饵光纤放大器级联的传输线中利用反相位、非等振幅输入和光相位共轭器等对孤子间的相互作用和孤子自频率漂移的削弱作用．结果表明，反相对相位、非等振幅输入和光相位共轭器的联合作用可以几乎完全消除几个ｐｓ脉宽孤子间的相互作用和孤子自频率漂移，避免了孤子间的能量交换。

PDM-CO-OFDM中采用相位传递的次符号光相位噪声抑制算法

在符号周期-光源线宽乘积较大的PDM-CO-OFDM系统中,光相位噪声引入的子载波间串扰(ICI)极大地劣化了系统的性能.采用高阶调制格式(如16QAM)的PDM-CO-OFDM系统对光相位噪声的敏感度随调制格式的升高而增加.针对上述受光相位噪声影响较大的系统,该文提出一种采用线性插值、相位传递和符号分割的光相位噪声抑制算法,即P-LI-SCPEC.推导了算法的数学模型,通过蒙特卡洛仿真研究了该算法的性能,并与已有的几种光相位噪声抑制算法进行了横向对比.仿真结果表明,该算法能有效地抑制光相位噪声,提高系统对光源线宽的容忍度,其性能优于此前提出的LI-SCPEC算法.该算法对于PDM-CO-OFDM技术在采用廉价光源的光接入网及采用高阶调制格式的主干网中的应用都具有重要的意义.

高码率光孤子传输系统中用光相位共轭补偿高阶扰动

在由分布式掺铒光纤级联的高码率传输系统中存在不可忽略的高阶扰动，它们引起孤子自频率漂移和孤子变形．本文用光相位共轭补偿高阶扰动，结果表明：由分布式掺铒光纤级联的高码率传输系统中，适当选取光相位共轭周期长度，可以完全消除高阶扰动引起的孤子自频率漂移和孤子变形．

自混沌光相位调制光反馈半导体激光器输出光的混沌特性

混沌光的延时特征(time delay signature,TDS)和带宽是影响混沌激光应用的两个重要参量,常用来表征混沌光的混沌特性.将具有外腔光反馈的半导体激光器(semiconductor laser,SL)作为主激光器,以具有自混沌光相位调制光反馈的SL作为从激光器,并将主激光器输出的混沌光双路注入到从激光器中,构成具有外光双路注入的自混沌光相位调制光反馈的半导体激光器系统.数值研究了外光注入系数和反馈系数等参数对系统输出光TDS的影响,然后将此系统对TDS的抑制效果和具有外光双路注入的光反馈半导体激光器以及具有外光单路注入的自混沌光相位调制光反馈半导体激光器进行对比和分析,从而阐明了本文所提出的方案对TDS的抑制效果较好.在TDS被有效抑制的参数条件下,研究了混沌光的带宽,结果表明:本文提出的方案可以有效提高系统输出混沌光的带宽,获得混沌光的3 dB带宽的最大值约为16 GHz.

基于双向正交泵浦半导体光放大器结构的全光相位保持幅度再生技术

提出了一种基于双向正交泵浦半导体光放大器(SOA)的相位保持幅度再生方案,实验分析了泵浦、信号及其端面反射场之间的多重四波混频(FWM)转换过程,探索了同向场作用下的共轭光再生能力.测量了注入不同信号光功率、信号质量情况下获得的幅度噪声压缩效果以及相位输出特性,印证双向正交泵浦SOA再生器的相位保持幅度再生功能,通过实验测量得到2.2 dB的幅度噪声压缩结果.进一步通过仿真分析系统,探讨了多进制数字相位调制(MPSK)信号的工作特性,表明该再生器可在相同工作参数下支持高阶信号的再生需求.

采用光相位共轭减少光孤子传输系统中的Gorden-Haus定时抖动

介绍了光孤子传输系统中,由于掺铒光纤放大器自发辐射噪声引起的Gorden-Haus定时抖动产生的机理。分析了利用光相位共轭法来减少G-H抖动的原理,推导了采用光相位共轭器的孤子传输系统的定时抖动简化计算公式,并通过实例计算验证了理论分析的结果,即在整个孤子传输系统总长的2／3处放置光相位共轭器后,就可以使得系统的均方定时抖动减小到原来的1／9。

基于注入锁定激光器和光相位补偿的相干解调方案

提出一种基于注入锁定本地激光器和光相位补偿的相干解调方案。通过注入锁定恢复本振光(LO),利用零差相干检测的方式对信号光进行解调,使用比例-积分-微分(PID)算法控制压电陶瓷(PZT)补偿光相位,使光相位差波动不超过±4.8°。实现了超密集波分复用无源光网络(UDWDM-PON)系统双用户400 Mbit/s伪随机二进制序列(PRBS)的调制、传输和解调,并进行了误码率(BER)测试。

基于U波段光波产生频率可调谐的微波载波

【目的】具有可调谐能力的高频微波载波(GHz)在第五代移动通信技术(5G)/第六代移动通信技术(6G)无线网络、雷达系统和卫星通信领域中有着广泛的应用。由于比较简单的系统结构、大带宽和低损耗的优点,基于光子技术生成高频可调谐微波载波的技术方案吸引了国内外研究团队的广泛关注。由于目前C波段有着成熟的商用器件,因此目前光生微波实验多在C波段进行。随着波分复用(WDM)—光载射频(ROF)技术借助WDM系统在光频域的合/分波来灵活实现微波频段的合/分波,利用ROF系统采用光生微波技术来简化基站配置,使得C波段的有限带宽资源(35 nm, 1 530~1 565 nm)越来越紧张。因此,光生微波技术的研究有着向更宽光谱范围扩展的驱动力。U波段可以提供宽至50 nm(1 625~1 675 nm)的信道带宽来缓解C波段的信道利用压力。在U波段,标准单模光纤已实现低至0.195 dB/km(@1 625 nm)的光功率损耗,特别是,掺铥光纤放大器在U波段也可实现达到18.7 dB(@1 655 nm)的大带宽增益。因此,基于标准单模光纤的WDM系统可向U波段扩展,从而促使WDM-ROF技术向这一波段延伸,进而带动光生微波技术向U波段拓展。文章研究了U波段的光生微波技术。【方法】从数学模型上看,现有光生微波技术对所应用的光载波波段是透明的,只需选择对应工作波段的光子学器件就可在任意波段使用这些方法来产生微波载波。从原理上看,C波段的光子学器件(如偏振控制器、相位调制器(PM)和光纤移相器(FPS)等)可以工作在U波段,这些器件的工艺技术成熟并易于购置。因此,文章采用C波段的PM、FPS和光耦合器等光子学器件,基于U波段光载波搭建了光生微波载波系统。【结果】最终基于该系统产生了调谐范围覆盖7.5~12.0 GHz、杂散抑制比达29.6~35.2 dB的可调谐微波载波。【结论】文章通过公式原理分析和实验验证,实现了将光生微波载波技术的工作波段扩展至U波段。

基于光相位信号延时自相干的相位信息高速实时取样系统

提出了一种基于光相位信号自相干的高速光相位实时取样方案。利用时延为10ps的延时干涉仪(DI),将待测光信号的相位信息转换为强度信息;再在高非线性光纤(HNLF)中,利用四波混频(FWM)效应对强度信号进行取样。在接收端,利用不同中心波长的光滤波器(OBPF)即可滤出不同时间点的取样信号,从而在光域同时完成高速光相位信息的实时取样和取样信号的串-并转换。本文方案具有成本低、对测信号码率和波长不敏感的优点。实验中,对9GHz正弦调制以及10Gb/s非归零码调制的光相位信号实现了100G/s的高速实时取样系统,并转换为10路10G/s取样信号输出,最终恢复取样光信号的相位波形。

光相位延迟量的归一化偏振调制测量

基于偏振调制原理 ,利用分束器代替检偏器 ,并从琼斯矩阵出发引入一归一化参数表征待测延迟量 ,提出了一种新的测量相位延迟量的方法 ,测量误差可小于 0 .8%。

基于压电陶瓷的光相位调制器的调制系数测量及验证

实现了一种快速简单有效的测量基于压电陶瓷(PZT)的光相位调制器相位调制系数的方法。利用光纤马赫-曾德尔(M-Z)干涉仪输出光强度与两臂相位差的函数关系,通过3×3解调算法可以计算基于PZT的光相位调制器的相位调制系数。实验中在M-Z干涉仪另一臂加上一个基于PZT的相位调制器以减小系统噪声的影响,并在相位生成载波(PGC)解调实验中作为干扰源。最后通过PGC解调方案解调出了3×3耦合器的第一路输出信号中的干扰信号,实验验证了所测量的结果,表明该方法是行之有效的。

一种无需相位比较器的超高速光时分复用系统的自时钟恢复方法(英文)

基于带内时钟导引的置入与提取，提出一种在超高速时分复用系统中的自时钟恢复方案．通过在发送端插入带内时钟导引并在接收端提取出该时钟导引，实现系统时钟的瞬时同步恢复，无需传统时钟恢复中的超快相位比较器和锁相环．实验分别演示了由相位调制和强度调制构造的时钟导引，结果表明所提方法可实现160～40Gb／S的无误码解复用．该方法在光发射机之后和光接收机之前的光域内对数据信号进行预处理，简化了时钟恢复，同时并未改变光发射机和光接收机的原理、结构和设计，与现行的光纤通信系统兼容．

超长距离分布式光相位传感系统定位的一种新方法

针对超长距离分布式光相位传感系统对于被探测物理量的定位问题,提出一种双Mach-Zehnder(MZ)结构和相关算法相结合的信号定位新方法。研究结果表明,该定位方案可以成功地在长距离(50 km)的范围内对信号定位。传感系统埋设于地下0.5 m处时,可以得到最小定位相对误差为0.19%。

光纤陀螺中一种光相位差跟踪方法

对光纤陀螺中光相位差的检测是得到所需角速度的基础。简要分析了陀螺输出信号的特点 :噪声大、非线性、周期性 ,以及这些特点对检测有效信号的影响。提出了一种单通道光相位差跟踪的方法。这种方法采用正弦调制 ,通过对信号 (包括输出信号和跟踪信号 )的三角和乘法运算 ,并在必要的环节进行滤波得到光相位差。它能够解决光纤陀螺动态范围和刻度因子线性度问题 ,并具有简明、成本低、易实现的特点。最后进行了相位跟踪的计算机模拟和电路的实现 。

神经元放电行为动态特征的光相位表征方法

神经元是生物神经系统结构与功能的基本单位,它通过放电活动对信息进行编码、传递和整合,在生命活动中起到重要作用;基于神经元放电活动的动力学本质和相位成像技术,探讨对活细胞及其内部亚结构进行无损、免标记成像的方法,根据神经元模型的相位信息对其静态形态特征和放电行为的动态表征进行研究;运用光学成像仿真技术建立神经元相位模型并获得其相位分布信息,从相位函数的物理意义出发分析模型的亚结构特征;考虑放电活动中样品胞内离子浓度变化对其折射率及相位信息的动态影响,初步探讨用相位信息直观表征该动态过程的方法;对于该较复杂的非均质相位体模型,引入异质对比补偿思想,免相位解耦地获得样品亚结构局部的静态形态信息及其动态放电活动的相位表征结果,并通过仿真分析验证该方法的有效性。结果表明,神经元放电特征及其形态的光相位表征方法具有无损、免标记、可定量的优势。

植物叶片的相位解析光声光谱和光声相位谱

用相位解析法获得的未损伤植物叶片叶肉组织的光声光谱，与叶片的光声相位谱进行了比较．发现植物叶片的光声相位谱与叶绿体光吸收带之间呈现互补关系．叶片表皮的光声相位谱存在持有的波谷结构．不同调制频率的光声相位谱有较大的差异．这些现象表明光声相位谱与光声光谱一样，也可对未损伤的层状生物样品作深度剖面分析．

基于液晶纯相位光调制器的4f系统去噪方法

分析了4f系统的噪声来源,提出使用液晶空间光调制器实时去除系统噪声。通过使用Zernike多项式拟合透镜等光学器件引入的像差,根据液晶纯相位光调制器利用位相共轭波进行静态波面校正的工作原理,提出了一种新的相位校正算法,模拟仿真美国BNS公司反射式256×256纯相位液晶空间光调制器,通过重构并逼近畸变波面,产生相位共轭波前对畸变波前进行补偿,对校正前后的实验结果进行对比,实验结果表明,液晶纯相位光调制器可以有效地去除4f系统的系统噪声。

室内可见光无载波幅度相位调制系统性能分析

针对室内可见光通信调制技术问题,提出翻转光无载波幅度相位调制和单极性光无载波幅度相位调制两种功率有效的调制方案,二者分别采用"正、负模块极性分组"以及"零值位置极性编码"方法实现信号单极性处理,以满足可见光通信"强度调制/直接检测"的要求.基于朗伯辐射模型,考虑到高斯背景光噪声的可见光直射传输信道,推导了包括直流偏置光无载波幅度相位调制在内的三种调制方案的误比特率闭式表达式,仿真验证了其准确性.在此基础上,分析比较了三者频带利用率,讨论了信道参量对光无载波幅度相位调制系统误码性能的影响,结果表明,在5m×5m×3m的室内场景下,与发射机辐射角为30°和45°相比,0°时的系统误码性能分别优于6.9dB和29.9dB;收发机距离为1m时,误码性能比2m时改善近12dB.