水汽造成的光模块接收光功率波动失效模式

光模块的接收光功率波动是一种常见的失效现象。对一次生产常温测试中接收光功率波动造成的模块闪断故障进行分析,经过一系列试验验证,发现该故障的失效模式与以往常见的不同,并非由器件或软件故障造成,而是由水汽造成的光路异常导致。该失效模式的发现,揭示了一种新的ROSA适配器设计风险,对研发设计和可靠性验证有重要指导意义。

光纤耦合效率与接收光强计算研究

由于用近似方法计算出的光纤耦合效率和接收光功率与实验测量之间存在差异,有必要探讨更准确的计算方法以满足应用的需要。通过对径向变量的积分,导出了在高斯光强分布下对接收光纤端面进行面积分计算的一元积分式,从而可以快速准确地对光纤的耦合效率和接收光功率进行数值计算。对62.5/125多模光纤的耦合效率和接收光功率进行的数值计算和实验测量说明,光纤的耦合效率只有用准确的数值计算才能给出与实际相符合的计算结果。使用芯径较大的接收光纤测量出射光束的近场光强分布时,光纤接收光强分布较光束的光强分布有较大的展宽,其相对误差甚至可达60%。

非合作目标相位式激光测距接收光功率的模型建立

在相位式激光测距中，接收光功率的大小直接决定了测量信噪比，从而决定了测量范围和测量精度，因此如何准确地计算出接收光功率的大小，是测距技术中一个非常重要的问题。对普遍使用的计算接收光功率公式的适用范围进行了讨论，指出了其不适用于非合作目标短距离测量的原因。提出了适于非合作目标相位式激光测距的计算接收光功率的新方法，推导了计算公式，并进行了仿真计算。

自由空间光通信折射式接收光天线的设计研究

基于自由空间光通信折射式接收光天线的特殊性,提出与设计成像物镜不同的设计理念,重点探讨了用逐 步修改法设计光天线时对初始结构的优选以及像质评价标准的新见解。

水下激光通信系统接收机倾角及位置对接收光功率的影响研究

采用蒙特卡洛方法建立了水下高斯光束传输仿真模型,基于该模型重点研究了接收机倾角和接收机位置对接收光功率的影响规律。仿真结果表明:在水下信道中,当接收机探测器阵面与激光出射角垂直时,接收光功率最大,随着接收机探测器阵面倾斜角度的增加,接收光功率逐渐减小;当接收机沿着Y轴方向正向移动时,且接收机在激光束的直径范围内时,接收光功率不变;当接收机在激光束的直径范围外时,接收光功率随着接收机偏离原点距离的增加而减小。仿真结果可为水下激光通信工程实践提供参考依据。

模拟信号光纤传输系统中接收光功率自适应的实现

本文介绍了一个典型的模拟信号光纤通信系统,提出了通过光衰减器实现接收光功率自适应来改善系统的性能,分别介绍了通过数字电路方式、模拟电路方式实现模拟信号光纤传输的接收光功率自适应,结合数字电路方式、模拟电路方式两者的优点,形成数/模结合电路的方式来实现模拟信号光纤传输的接收光功率自适应。

空间光通信中光源相干参数对接收光强影响研究

空间光通信中,光源空间相干度变化会对光信号的传输造成影响,使接收端处的入射光场发生变化。本文综合考虑了光源相干参数变化引起的平均接收光强及光强闪烁指数的变化,给出了基于部分相干光源的接收光强概率分布模型。仿真研究结果表明,光源相干参数增大对接收光强的影响近似于相同条件下大气湍流强度增强的结果。随着光源相干参数的增大,平均接收光强下降,接收光强的概率分布曲线向光强较小的一侧偏移,且随着偏移量的增加,接收光强会更加集中的分布在平均接收光强两侧,使得接收光强的概率峰值增大。空间光通信中,考虑光源空间相干度变化条件下,所获得的接收光强概率分布对接收系统的冗余设计具有一定的实用价值。

有线电视光纤到户接收光功率探讨

在有线电视光纤入户(FTTH)的规划设计中,有线数字电视的入户光功率如何确定尚无标准可依,对影响有线数字电视的因素进行了分析,并结合实际应用作了光接收机的灵敏度测试。

试论HFC网络光接收机的极限接收光功率

HFC网络下行光接收机的接收灵敏度受光接收机的散粒噪声限制。当接收光功率降低时,试图采用降低光接收机前置放大器的热噪声来提高载噪比的方法是行不通的。

低接收光功率高输出电平光工作站可行性分析

本文主要分析城域有线电视HFC网络中比较流行的低光功率接收高输出电平光工作站技术方案的可行性,为有线电视HFC网络的设计和维护提供理论依据。

基于45 nm SOI CMOS的56 Gbit/s PAM-4光接收机前端设计

在光接收电路设计中,光电二极管的寄生电容以及大的输入电阻会导致接收机带宽下降,造成严重的符号间干扰(Inter-Symbol Interference,ISI)。噪声性能是高速跨阻放大器(Transimpedance Amplifier,TIA)最重要的指标之一,跨阻值决定系统的噪声性能,同时也限制了数据速率。针对100G/400G互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor,CMOS)光接收机应用,基于45 nm绝缘衬底上的硅(Silicon-On-Insulator,SOI)工艺设计了一种采用四电平脉冲幅度调制(4-level Pulse Amplitude Modulation,PAM-4)、工作速率为56 Gbit/s(28 Gbaud/s)的低噪声光接收机前端放大器。小带宽TIA和用于带宽拓展的跨导/跨导(g_(m)/g_(m))放大器组成两级接收前端,在改善噪声性能的同时有效提高了带宽。采用反相器结构来增大先进CMOS工艺下的跨导和改善线性度。可变增益放大器(Variable Gain Amplifier,VGA)采用折叠Gilbert结构设计,采用并联峰化电感来提高带宽。整体电路的增益动态范围为51.6~70.6 dB,-3 dB带宽达到20.1 GHz;等效输入噪声电流密度为17.3 pA=Hz^(12);电路采用GF 45 nm SOI CMOS工艺实现,在1.1 V和1.3 V电源电压下功耗为65 mW;版图核心面积为600μm*240μm。

考虑HPSA的IRS辅助室内VLC系统光源优化

针对可见光通信(VLC)系统中接收平面光功率分布不均匀的问题,提出了一种基于混合粒子群算法(HPSA)的智能反射面(IRS)辅助室内VLC系统光源优化设计方案。以16个发光二极管(LED)的矩形和混合型布局为例,设置接收光功率方差为适应度函数,将所提出的HPSA与IRS技术相结合,对LED的位置布局、半功率角以及IRS的偏航角与滚转角进行优化。仿真对比了初始的(未经优化)、基于HPSA优化的室内VLC系统,以及基于HPSA优化的IRS辅助VLC系统的性能。结果表明,在考虑一次反射链路的情况下,与初始的VLC系统相比,采用HPSA优化的系统在两种光源布局下的接收光功率以及信噪比波动都明显降低;基于HPSA优化的IRS辅助室内VLC系统在矩形布局下对接收光功率波动的改善与基于HPSA优化的VLC系统效果相当,其在混合型布局下明显低于仅采用HPSA优化的VLC系统的光功率波动。3种可见光通信系统中,基于HPSA优化的IRS辅助VLC系统的平均接收光功率最大。此外,上述3种VLC系统采用混合型布局的平均均方时延拓展性能均优于矩形布局。研究工作对室内可见光通信系统光源分布研究具有一定参考价值。

一种可见光通信光接收器的优化与实验

可见光通信在强背景光应用场景中面临着严重的干扰问题。针对自然光干扰,基于多级阻挡原理,提出一种光接收器优化方案,并在强自然光环境中对正弦波信号和字符分别进行了传输实验。实验结果表明,该方案能够有效抑制自然光,显著改善通信性能,为强背景光场景中的可见光通信提供了一种有效的光接收器。

超薄多通道射频光接收组件

射频光纤传输组件利用光子学的方式实现射频信号的传输与处理,超薄射频光纤传输组件是构筑超薄相控阵的核心单元。南京电子器件研究所利用射频、光电混合微组装集成工艺研制了表贴型超薄四通道集成射频光接收组件,如图1所示,解决了微型多通道光纤阵列高精度光耦合、多通道光信号串扰抑制、宽带光电信号高频互连传输及高可靠光纤接口气密封装等多项关键技术难题,实现了频率范围覆盖DC~12 GHz、厚度<3 mm、尺寸<12 mm×12 mm的四通道集成射频光接收组件。图2为四个通道不同波段射频光信号接收的测试结果,其中,通道1的工作频率为4~12 GHz,通道2和通道3的工作频率为DC~12 GHz,通道4的工作频率为0.4~1.8 GHz。

25~28 Gbit/s CMOS高灵敏度光接收机电路设计

基于65 nm CMOS工艺设计了一种25~28 Gbit/s具有自适应均衡和时钟数据恢复功能的光接收机电路。光接收前端采用低带宽设计,以优化接收机的灵敏度;采用判决反馈均衡器,以恢复低带宽前端引入的码间干扰。为了适应不同速率和工艺角引入的码间干扰,结合SS-LMS自适应算法,实现信号的自适应均衡。无参考时钟数据恢复电路采用鉴频环路拓宽频率捕获范围,同时将半速率鉴相器嵌入均衡器中,以降低功耗和成本。后仿真结果表明,在100 fF光电二极管的寄生电容条件下,接收前端最大增益达到66 dBΩ,25%带宽处的等效输入噪声电流为15.3 pA·Hz^(-1/2),光接收机灵敏度为-14.5 dBm。当电源电压为1.2 V时,光接收机的整体功耗为181.1 mW。

室内可见光通信中接收光功率均匀性优化方法

针对室内可见光通信接收光功率分布不均匀造成通信性能不均衡的问题,提出一种LED阵列独立均匀分布布局,并运用改进自适应遗传算法优化LED阵列间距离和LED半功率角。优化遗传算法中的选择算子,并重新设计算法中的交叉和变异操作,采用改进自适应遗传算法优化影响系统性能的LED半功率角和LED阵列间距离。仿真结果表明:接收平面的接收功率方差从未优化前的3.02dBm降低到1.16dBm,照明强度范围从优化前的374~862lx改善至417~765lx。相比现有的接收光功率的优化方法,该算法的性能与收敛速度均得到改善。

光纤在电视播出传输系统中的应用

近年来,随着光纤传输技术的不断发展,在工作和生活中应用越来越广泛,在广播电视通信传输中发挥重要的作用。本文通过介绍光纤传输的原理、特点,阐述了光纤在电视播出传输系统中的应用。

基于10Gb/s光接收器信号丢失的探测

给出了光功率较低时增大信号丢失(LOS)滞回的方法。

短脉冲激光信号接收灵敏度的研究

采用直接探测短脉冲激光信号的方式,基于信号检测中的探测概率、虚警概率理论,详细推导了光接收机最小接收光功率.阈值的选取对系统的探测性能有较大影响,对实际系统分析表明,在满足系统探测条件下,通过阈值的合理选择,可以使得总误判率达到最小值.最后,比较了0.5~10 ns脉宽下的最小接收光能量.对激光雷达探测系统的设计和优化有一定的指导意义.