电磁场与电磁波演示实验设计的探索与实践

演示实验能够活跃课堂氛围,有助于学生更好地学习电磁场与电磁波的理论知识。但是不少专业的实验仪器成本高昂、不易携带,开展课堂演示实验难度较大。针对上述问题提出了三个电磁场与电磁波演示实验的设计方案,并对实验操作细节进行了讨论。实验取材于生活中常见物件,实验开展门槛低,贴近生活,能够有效提升学生的学习兴趣。

基于双频泵浦正常色散碳化硅微环谐振腔的光频率梳设计

提出一种利用锁相双频激光泵浦正常色散碳化硅微环谐振腔产生光频率梳的方案.对绝缘体上碳化硅微环谐振腔光波导进行色散调控,实现1550 nm波段平坦正常色散优化设计.利用Lugiato-Lefever方程对锁相双频激光泵浦正常色散碳化硅微环谐振腔的光频率梳产生进行仿真,研究了泵浦失谐量改变时光频率梳产生的时域和频域演化过程.同时探究了泵浦功率、微腔波导损耗、微腔色散、双频激光功率占比、双频激光频率间隔等各项参数对光频率梳产生的影响,仿真产生的光频率梳带宽可覆盖1500—1600 nm.仿真结果有助于推动基于正常色散碳化硅微环谐振腔的1550 nm波段高重复频率宽带光频率梳的研究和应用.

∝型平坦展宽频谱可调全光时延线

根据全光网交换和高速时分复用技术对时延调节的需求,提出一种新的基于光纤非线性效应的∝型全光再生可调时延线。该时延线由小段高非线性光纤、色散补偿光纤、光纤光栅滤波器和光纤放大器等构成;利用自相位调制、小量群速度色散效应、以及光波分裂效应获得携带近似线性时延的平坦化展宽光谱,并在波长可调谐光纤光栅的配合下实现时延控制,同时具有对工作波长进行适当变换的功能。单皮秒脉冲演变数值分析显示其在10nm的波长范围内的调节量可达300ps以上,在40Gbps脉冲序列仿真传输实验中Q值可达23.6。仿真实验结果表明:设计的时延线在保证输出脉冲质量仍然良好(比特误差率(BER)10-12)的情况下获得了较大的时延调节量,能满足全光网和高速时分复用系统的需求。

支持全光组播OXC的研究与实现

简单介绍了几种新型的支持全光组播(AOMC)OXC的结构和原理,比较了这几种结构的优缺点,并提出了一种改进型的AOMC-OXC结构,利用这种结构成功实现了四节点环网视频与10Gb/s数据的全光组播。

光纤激光器的调制实验研究

为了得到光纤激光器的好的调制特性,对光纤激光器的偏振态控制与否进行了对比试验,发现激光器没有进行偏振态控制,调制后的信号为噪声,即无法调制;利用扭转光纤控制构成腔的偏振态,选频器采用保偏光纤上写入的光纤光栅研制的环形激光器,调制特性可以与半导体激光器相比拟。比较了利用半导体激光器与偏振态控制的光纤激光器100km传输实验结果,二者结果一致。研究结果有利于光纤激光器在光纤通信中的应用。

光通信中的主流光电探测器研究

对光通信系统解复用接收部分中的关键器件——主流光电探测器进行综合比较、优缺点分析与展望.分别对PIN光电探测器,普通雪崩二极管,超晶格雪崩二极管,波导型光电探测器,振腔增强型光电探测器,金属-半导体-金属光电探测器的原理和特点做了简要概括,并做系统比较,最后对光电探测器发展前景进行展望.

基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器的特性分析

本文提出了一种基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器,与普通光纤布拉格光栅型全光纤声光可调谐滤波器相比,该滤波器能够对光纤叠栅的两个中心波长进行同步调制.理论分析了声波频率和声致应变幅度对基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器的传输光谱的影响,结果表明,各阶次反射峰分别以两个主反射峰为中心呈对称关系,且主反射峰与其所调制出的次反射峰之间的波长间隔与声波频率成正比,而两个主反射峰所调制出的同阶次反射峰之间的波长间隔与声波频率无关;声致应变幅度主要影响主反射峰及次反射峰的反射率的变化.实验中,分别测试声波频率为390 kHz和710 kHz的基于光纤叠栅的全光纤声光可调谐滤波器的传输光谱,实验结果的变化趋势与仿真分析结果相一致.

相干光通信系统载波相位估计算法性能分析

在相干光通信系统中,激光器相位噪声导致信号在复平面发生旋转,因此在接收端需要对信号进行载波相位估计和恢复。文中主要对当前载波相位估计算法特性进行比较研究。介绍了两种经典算法Viterbi&Viterbi算法和盲相位搜索(BPS)算法的基本原理,总结了六种二阶级联相位噪声估计算法。比较八种载波相位估计算法的硬件复杂度及线宽容忍度,并评估了这八种载波相位估计算法在16QAM系统中的性能。

全光时延线的实现和应用

从光时延线的原理、结构和性能等方面对全光时延线的实现方法进行了详述,并认为基于波长转换和光纤色散的全光可调时延线将在全光网络中具有重要作用;之后,对光时延线在OTDM、光学测量和光交换中的应用进行了介绍,最后总结了全光时延线需要改进的几个方面。

单偏振的双波长光纤激光器的实验研究

对偏振态稳定的单、双波长可以选择的光纤激光器进行了研究。扭转光纤控制构成腔的偏振态,实现单偏振的单、双波长激光输出转换,选频器采用保偏光纤上写入的光纤光栅,改变保偏光纤的双折射可实现激光输出双波长间隔的自由调谐。室温下,相关实验获得激光双波长间隔0.6 nm,输出功率8 dBm。

侧边研磨应力双折射型保偏光纤光栅实验

利用自制研磨机侧边研磨了应力双折射型偏振保持布拉格光纤光栅(PMFBG),并对研磨过程中的透射光谱与反射光谱进行了监测。研磨过程中造成的功率损耗小于0.6 dB,PMFBG的两个布拉格波长均发生了漂移,且两者的间距有变小的趋势。通过曲线拟合得到了两个偏振态的有效折射率随研磨深度的变化规律,并分析得出:光纤芯子中心的应力双折射随研磨过程先逐渐减小,后缓慢变化,在研磨深度d=47μm时达到最小值,减小至未研磨时的0.6倍。利用此特性,经过侧边研磨的应力双折射型光纤光栅可用于对双折射精度要求较高的器件的研制中。

160Gbps光通信系统中光纤准直器的基准插入损耗与功率代价研究

在几何光学和高斯光束传输理论的基础上,运用矩阵光学原理与高斯光束耦合理论,分析了基于自聚焦透镜光纤准直器引入高速光通信系统的基本插入损耗、回波损耗等特性,并采用光纤衰减基准测试方法对理论计算进行了实验验证.在160 Gbps光通信系统中分析了该器件对系统传输性能的影响,对误码率曲线进行了测试对比,讨论了光纤准直器增大系统功率代价的原因.

移动通信终端小型宽频带PIFA天线研究

针对移动和无线通信终端小型化、宽频带以及多系统融合的趋势,提出了一种实用的小型化宽频带内置式平面倒F型天线。商用电磁仿真软件计算结果表明,该天线在1.67～4.05GHz频段范围内回波损耗小于-10dB,相对带宽达到83%,超出现有的同类天线,可同时覆盖DCS1800、PCS1900、WCDMA、UMTS、WiBro、WLAN和DMB等多种移动通信系统的频段。同时,该天线自由空间辐射方向性图和增益也都满足无线通信终端的要求。此外,实际制作了天线并进行了测试,测试结果与仿真结果吻合较好。

瓦斯监测层次型无线传感器网络拓扑控制机制

为改善煤矿瓦斯监测能力,提出并实现了基于Z igBee协议的层次型无线传感器网络的拓扑控制机制。层次型网络拓扑结构的建立过程包括上层骨干网的建立和下层基础网的建立,其中上层骨干网络的建立又包括协调器建网和簇首节点入网2个过程。设计了网络节点的地址分配策略,分配过程包括协调器给簇首节点分配地址和簇首节点给端节点分配地址。针对网络运行过程中可能出现的网络拓扑结构变化问题,如端节点离开或加入网络,设计了相应的处理机制。实验室和煤矿现场试验结果都表明所提出的拓扑控制机制能顺利生成网络,且能对出现的一些拓扑结构变化进行相应的处理。

全光纤保偏声光调制器的研究与应用

全光纤保偏声光调制器(PAOM)是光传感和光通信系统的重要组成部分。理论分析了全光纤保偏声光调制器两正交偏振轴的光能量转换机理及耦合效率,讨论了在扭转声波作用下,两种全光纤保偏声光调制器的结构和调制原理。最后讨论了这种调制器在温度、应变及气体检测中的应用,并讨论了其优缺点。

电吸收调制器及其在现代光子技术中的应用(本期优秀论文)

对EAM在超短光脉冲产生、全光信息处理(3R)、光时分复用(OTDM)和波长转换等下一代全光通信网中的若干重要应用进行了分析和论述,同时介绍了目前国际上在相关领域研究的进展情况。

基于多模光纤的光时域滤波器及其在全光载波恢复中的应用

常见的光滤波器主要对波长进行选择,当滤波器带宽变窄时,对光波长的漂移就会变得敏感,限制了其使用范围。本文提出的光滤波器是基于由透镜和多模光纤组成的全光积分器。我们依据其时域特性对该滤波器的频域滤波特性进行了分析。该时域滤波器可以用于光载波恢复,通过数值仿真验证得出该技术使相位调制信号两边带间和载波间的强度关系发生改变,在不使用本振激光器的情况下完成光信号相位调制到强度调制的转换。

偏振器件在通信和传感中的应用

偏振器件是光纤通信和光纤传感系统中的重要器件。随着光纤光学的发展,偏振器件的应用越来越广泛,并且开发出了许多新的类型。为此总结了偏振器件在光纤通信及光纤传感领域中的应用,并对偏振器件的研究方向作了展望。

基于广义回归神经网络的色散和OSNR监测

基于异步延时采样结合神经网络的方法,提出一种利用广义回归神经网络(GRNN)对光信噪比(OSNR)和色散(CD)的监测方法,主要在40 Gbit/s 16QAM通信系统以及非线性信道环境中,通过异步采样方法提取特征量,用GRNN实现OSNR、CD的监测。GRNN方法不仅可以实现OSNR、CD的监测,与其他神经网络方法相比还具有参数少、算法效率高、易于优化的特点。

全光纤声光可调谐滤波器声信号调理电路设计

声波信号的质量对于全光纤声光可调谐滤波器的滤波稳定性及调谐范围等都起着重要作用。该文设计制作的声信号调理电路有效满足了全光纤声光可调谐滤波器对声波信号频率、幅度、失真度等参数的要求。将该电路应用于光纤光栅声光可调谐滤波器的声信号控制实验中,实现了输出波长在声波信号控制下快速、稳定的连续调谐。