基于注入锁定载波恢复的同源相干光传输技术

为了解决传统异源相干探测方案成本较高、数字信号处理算法复杂的问题,同源自零差相干探测方案被视为较有潜力的解决方案之一。同源自零差相干探测系统在信号传输的同时也传输一个同源的直流导频光,作为本振(LO)。但是该方案中本振光在链路中传输存在功率损耗的问题,降低了相干接收灵敏度,限制了传输距离。利用光注入锁定(OIL)则能够在保持频率与相位锁定的同时,有效提高接收端LO光功率,从而解决功率衰落问题。然而链路中偏振态(SOP)的随机变化可能导致OIL长时间处于0功率注入并影响其锁定状态稳定性。在OIL之前引入主动偏振加扰,能够避免潜在的长时间注入光功率过低的情况发生,因此抵抗了偏振衰落。通过理论与仿真研究,揭示了主动偏振加扰对OIL系统锁定/失锁特性的影响,拟合了主动偏振加扰频率与OIL最小失锁阈值功率之间的关系,并开展了大容量的同源自零差相干探测系统传输实验验证。结果表明,OIL能为LO在窄带宽内提供高增益,显著提高信噪比,且外加主动偏振加扰能使OIL系统更容易锁定,在同源自零差相干探测系统中能保持较高灵敏度的相干探测效果。这种方案能有效抵抗光传输过程中的各种衰落,对于偏振衰落问题提供了一种可以解决的方案。

基于空芯带隙型光子晶体光纤的单端置入式同源甲烷检测仪

为了提高复杂环境中甲烷气体探测的适用性,选择空芯带隙型光子晶体光纤(单端镀全反膜)作为光学气室,实现了置入式同源甲烷浓度的探测。采用可调谐半导体激光吸收光谱(TDLAS)技术,结合长度为0.5 m的空芯带隙型光子晶体光纤,实现了甲烷气体的在线测量,系统的检测下限可达到1.92×10^-5,稳定性波动小于±2.18%。单端全反射设计配合同源探测方式使复杂环境中的甲烷浓度的置入式探测成为可能,为单光源分布式探测提供了研究基础。