Author Affiliations
Abstract
1 Institute of Semiconductors, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100083, China
2 College of Materials Science and Opto-electronics Technology, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 Beijing Huairou Instruments and Sensors Co., Ltd., Beijing 101400, China
4 Beijing Institute of Automation and Control Equipment, Key Laboratory of National Defense Science and Technology of Inertial Technology, Beijing 100074, China
Integrated optical gyroscopes (IOGs) have been an efficient tool for numerous applications in various fields, including inertial navigation, flight control, and earthquake monitoring. Here, we review the progress of integrated optical gyroscopes based on two categories of integrated interferometric optical gyroscopes (IIOGs) and integrated resonant optical gyroscopes (IROGs).
integrated optical gyroscopes interferometric optical gyroscopes integrated resonant optical gyroscopes Chinese Optics Letters
2024, 22(3): 031302
1 南开大学 电子信息与光学工程学院, 天津 300350
2 南开大学 现代光学研究所, 天津 300350
3 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海), 广东 珠海 519000
为提高多口径发射的自由空间光通信系统性能, 以“海洋高速通信网络关键技术研究与验证”项目为背景, 提出了平均误码率(BER)的解析表达式。通信系统采用典型的强度调制直接探测(IMDD), 工作在由指数威布尔(EW)分布模型描述的湍流环境中。分析了系统在不同信道参数下的孔径平均效应, 以及不同发射口径数和通信速率对平均BER的影响。仿真结果表明: 低通信速率下多口径发射系统具有良好的湍流抑制能力, 高通信速率下不同发射口径的到达时间差会增加通信系统的误码概率。
自由空间光通信 大气湍流 多口径发射 指数威布尔分布模型 free space optical communication, turbulent atmosp
1 中国科学院半导体研究所 集成光电子学国家重点实验室，北京 100083
2 中国科学院大学 材料科学与光电技术学院，北京 100049
铌酸锂薄膜调制器具有体积小、带宽高、半波电压低的优点，在光纤通讯和光纤传感领域具有重要应用价值，是近年来的研究热点。本文梳理了铌酸锂薄膜调制器的波导结构、耦合结构、电极结构的研究进展，总结了LN薄膜波导的制备工艺，并深入分析了不同结构调制器的性能。基于SOI和LNOI结构，薄膜调制器实现了VπL<2 V∙cm，双锥形耦合方案实现了耦合损耗<0.5 dB/facet，行波电极结构实现了调制带宽>100 GHz。铌酸锂薄膜调制器的性能在大多数方面优于目前商用铌酸锂调制器，随着波导工艺进一步提升，将成为铌酸锂调制器的热门方案。最后对铌酸锂薄膜调制器的发展趋势和应用前景进行了展望。
铌酸锂薄膜 LNOI 电光调制器 lithium niobate thin-film LNOI electro-optic modulator
1 中国科学院半导体研究所 集成光电子国家重点实验室，北京 100083
2 中国科学院半导体研究所 光电子器件国家工程研究中心，北京 100083
3 中国科学院大学材料科学与光电工程中心，北京 100049
近年来，基于薄膜铌酸锂（TFLN）平台的高性能电光调制器以其小体积、低能量损耗等特点受到广泛关注。本文提出了一种新的具有垂直电极结构的Y波导铌酸锂薄膜电光调制器。研究了调制器的半波电压与缓冲层厚度之间的关系，优化了Y波导的设计参数，最后设计得到插入损耗<5 dB，半波电压<1.5 V的高性能调制器。本文不仅为基于TFLN平台的小型化波导的设计和实现提供了思路，而且为制造高性能和多功能的电光调制器提供了实验依据。
电光调制器 TFLN Y波导 electro-optic modulator TFLN Y-junction waveguide
1 南开大学 现代光学研究所, 天津 300350
2 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海), 广东 珠海 519000
3 北京遥感设备研究所, 北京 100094
针对辐照环境下光纤放大器输出性能的退化问题, 对光纤放大器进行了辐照损伤后的光致退火实验研究。首先, 介绍了辐射对光纤放大器的影响, 在总辐照剂量约为280 krad时进行了辐照实验, 获知辐射会引起输出功率、光信噪比分别下降7 dB、18 dB；然后, 根据光致退火机理, 进行了光纤放大器光致退火实验。实验结果表明: 光致退火降低了光纤放大器的辐致损耗, 与退火之前相比, 放大器的输出功率恢复了5.2 dB,输出OSNR恢复了13 dB。
光纤放大器 输出功率 光致退火 辐照环境 辐致损耗 optical fiber amplifier output power optical annealing irradiation environment radiation-induced loss
南开大学 电子信息与光学工程学院 天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室, 天津 300350
针对信道数变化等原因造成的剩余信道输出增益漂移现象, 研究了一种竞争型全光增益控制放大器, 可以实现对宽输入功率范围信号的增益控制。对光功率在-40～5 dBm范围内的输入光, 将增益漂移量由22.0 dB降低至0.4 dB。在多信道情况下, 将信道数变化和信道功率变化引起的增益漂移量分别降低至0.23和0.10 dB。该放大器的工作范围与控制幅度都要优于传统的全光增益方法, 对于控制剩余信道输出增益稳定具有重要参考价值。
全光增益控制 增益漂移 信道数变化 剩余信道 信道功率变化 all-optical gain control gain drift channel number variation remaining channel channel power variation
1 南开大学 电子信息与光学工程学院, 天津 300350
2 南开大学 天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室, 天津 300350
3 北京邮电大学 信息光子学与光通信研究院, 北京 100876
4 北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
为了将光频梳锁定至原子钟以实现光频梳的高精度稳定, 提出了一种集成化重复频率锁定系统方案。利用光纤环路光学-微波鉴相器(FLOM-PD)进行光波和微波之间的直接鉴频鉴相。同时, 开发了精密反馈控制模块, 阐述了其基本原理, 搭建了锁定系统, 通过高精度频率计采集锁定后激光器脉冲重复频率数据。实验结果表明: 该方案锁定后频率短期稳定度和长期稳定度分别达到8.71×10-12/s、4.95×10-14/1024 s, 实现了整个系统的集成化。
光频梳 光纤环路光学-微波鉴相器 频率锁定 optical frequency comb fiber loop optical-microwave phase detector frequency locking
1 南开大学 现代光学研究所, 天津 300350
2 南方海洋科学与工程广东省实验室, 广东 珠海 519000
3 天津工业大学 电子与信息工程学院, 天津300387
为了探究大气湍流对深空激光通信的影响, 从理论上讨论了Gamma-Gamma分布的大气信道模型和抑制大气湍流的手段。建立了基于组阵收发的深空激光通信系统模型, 对不同湍流条件下的系统误码率进行仿真。仿真结果表明: 在信噪比为20 dB时, 弱湍流环境的下行链路通信误码率比强湍流低4个数量级; 大气湍流强度增强时, 系统的通信误码率增大; 在同等湍流强度下, 大气湍流对于上行链路通信性能的影响比下行链路更大。
深空环境 空间激光通信 大气湍流 组阵收发 误码率 deep space environment space laser communication atmospheric turbulence array transceiver bit error rate
1 南开大学 现代光学研究所, 天津 300350
2 南开大学 天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室, 天津 300350
针对大气湍流效应引起的接收功率起伏问题, 提出了一种基于铒离子竞争机制的光功率均衡技术。讨论了基于Gamma-Gamma分布的大气信道模型中大气湍流对自由空间光通信的影响, 对不同湍流强度下的光功率均衡效果进行仿真, 仿真结果表明: 在中等强度湍流条件下, 该技术可将接收信号光功率波动范围压缩16 dB以上。
自由空间光通信 大气湍流 接收功率起伏 铒离子竞争机制 光功率均衡 free space optical communication atmospheric turbulence received power fluctuation Erbium ion competition mechanism optical power equalization
1 南开大学 现代光学研究所,天津 300350
2 天津市光电传感器与传感网络重点实验室, 天津 300350
3 北京理工大学 信息与电子学院, 北京 100081
高精度、高稳定性的时频信号传输是在轨卫星能够正常工作的可靠保证, 传统的采用冗余编码方式进行的时频传递系统传输链路带宽均在吉比特每秒以上。设计了一种新型时频传输系统, 在带宽受限条件下对编码和解码方式进行了优化设计, 实现在5 MHz链路带宽下的频标信号高精度传输, 并利用微波光子融合技术实现了时频的高精度传递。结果显示该时频传输系统达到了1.65 ns的时间抖动和1.39×10-11/s、3.45×10-12/(10 s)的频率稳定度。
光通信 时频传递 微波光子融合 optical communication time-frequency transmission microwave photon fusion
