杭州电子科技大学通信工程学院，浙江 杭州 310016
在基于阵列波导光栅（AWG）的光互连数据中心中，提出了一种改进的多信道矩阵接收方案，该方案允许每个节点同时接收任意一组波长。该方案基于差错控制编码理论设计了只需要使用少量接收机、固定波长滤波器和一个波长可变滤波器的组合。通过OptiSystem软件仿真验证了在10 Gbit/s和40 Gbit/s的传输速率下，新旧接收方案的接收差异。实验表明，该方案可以有效降低发射功率和减少接收端所需固定波长滤波器的数量，节约了数据中心的设备成本和功耗。
光通信 光互连数据中心 阵列波导光栅 矩阵接收 光学学报
2023, 43(13): 1306006
杭州电子科技大学通信工程学院，浙江 杭州 310016
光标签交换（OLS）对基于分组的光交换是一种有吸引力的解决方案。标记比率调制（MRM）的方法是将标签信息叠加到载荷信息上。为了提高有效比特率，对标记比率调制进行了改进，将原来的四脉冲位置调制（4PPM）码改为一个新的5b8b码，使编码效率提高到了62.5%。同时，将偏振复用（PDM）与MRM结合使用，使比特率提高了一倍。标签接收器通过低速接收器直接接收来自偏振复用的标签信号，不需要使用偏振解复用，从而降低了成本。改进后的MRM在保持了MRM优点的同时，载荷的有效比特率比4PPM码的MRM提高了250%。仿真结果验证了改进的基于MRM的OLS的可行性。
光通信 光标签交换 标记比率调制 高编码效率 偏振复用
杭州电子科技大学通信工程学院, 浙江 杭州 310000
无源光互连数据中心由于其低成本、低功耗和高速率受到了广泛关注。在无源光互连数据中心中,同时可用的信道数目不能超过可用波长数,波长数量也限制了总吞吐量。为了减少光互连数据中心的波长需求、提高光互连数据中心的波长利用率与可扩展性,将NRZ+Manchester信号结合偏振复用应用于光互连数据中心,实现机架内4个服务器共享一条波长,从而将吞吐量提升4倍。通过仿真验证了该方案在10 Gbit/s速率下能够只使用16个波长实现机架内64个服务器的光互连,在25 Gbit/s速率下只使用8个波长就能够实现32个服务器的光互连。该方案能够节省75%的波长数量,降低设备成本,提高光互连数据中心的吞吐量。
光通信 光互连数据中心 偏振复用 叠加信号 无源光互连 光学学报
2021, 41(15): 1506001
杭州电子科技大学通信工程学院，浙江 杭州 310018
设计了一种基于Nd∶GdVO4和Nd∶YVO4晶体的Y型腔双波长激光器，实现了大范围频差可调谐的双波长激光信号输出。通过独立调节激光器两晶体的热沉温度，控制热沉温度差从-50 ℃升高到30 ℃，测得双波长频差从270.13 GHz增加至379.75 GHz。通过调节两晶体对应的抽运功率，进一步实现双波长功率均衡，最终获得了功率均衡状态下频差调谐范围为266.05~379.75 GHz，输出功率为230 mW的双波长激光信号。
激光器 双波长激光器 频差调谐 功率均衡 Y型腔 激光与光电子学进展
2021, 58(7): 0714007
随着互联网行业的高速发展, 数据中心光互连的扩展成为必然趋势, 数据中心波长资源不足将成为限制数据中心发展的重要因素。提出了一种波长重用无源光互连方案, 将2个信号调制在同一光载波上, 通过光正交调制技术使信号实现无误码传输。同时, 采用偏振复用技术, 将数据中心光互连所需波长数目减少为原来的14, 由此提高波长资源的利用率。
波长重用 偏振复用 无源光互连 数据中心 正交调制 wavelength reuse polarization multiplexing passive optical interconnection data centers quadrature modulation
杭州电子科技大学 通信工程学院, 杭州 310018
实验研究了Nd：YVO4/Nd：GdVO4双波长激光器在不同抽运功率条件下，通过调节热沉温度达到功率均衡时的输出特性.实验结果表明：对于Nd：YVO4/Nd：GdVO4双波长激光器，当提高抽运功率，需要重新降低热沉温度达到功率均衡输出，降温幅度与抽运功率增加之比为11.23℃/W.与此同时，随着抽运功率和热沉温度的变化，双波长激光器的中心波长会出现小幅度的漂移，左峰波长随抽运功率增加的蓝移速率为0.056 nm/W，右峰波长随抽运功率增加的蓝移速率为0.054 nm/W.实验还发现功率均衡条件下激光器的输出总功率随抽运功率的增加而增加，拟合斜效率为8.7%，当抽运功率为5.58 W时，输出最大总功率达到115.7 mW.
太赫兹波 双波长激光器 组合晶体 功率均衡 Terahertz wave Dual-wavelength laser Combined crystal Power balance
1 杭州电子科技大学 通信工程学院, 杭州 310018
2 国民核生化灾害防护国家重点实验室, 北京 102205
3 防化研究院, 北京 102205
对不同风速条件下，CCD侧向散射激光雷达的回波信号进行了分析.根据Mie散射原理及侧向散射激光雷达工作原理，确定了大气气溶胶浓度与激光雷达侧向散射光强的相关性；进一步考虑气溶胶浓度与风速的关联，利用实验装置获取了激光雷达侧向散射光强与风速的关系，分析了不同风速条件下侧向散射激光雷达的回波信号.在轴流风机以及自然风两种条件下进行对比实验发现，当风速范围在1~4.5 m/s时，侧向散射光强随风速的增加而增加；当风速范围在4.5~6.0 m/s时，光强随风速的增加较少.对实验结果归一化处理，得到风速范围在1~4.5 m/s时，风速每增加1 m/s，侧向散射光强在轴流风机及自然风的实验条件下分别增加了3.7%和3.9%；风速范围在4.5~6.0 m/s时，风速每增加1 m/s，侧向散射光强分别减少了3.1%和3.8%，在自然风况的各个风向上都基本符合这一变化趋势.
电荷耦合器件 侧向散射 激光雷达 风速 气溶胶 Charge-coupled device Side-scattering LiDAR Wind speed Aerosol
1 杭州电子科技大学 通信工程学院, 杭州 310018
2 防化研究院, 北京 102205
依据几何光学和非成像光学理论，提出了一种基于大尺寸近焦点非球面透镜的大功率LED均匀光源设计方法。在该方法中，首先根据选定参数的LED通过几何光学理论初步设计非球面透镜参数，然后在ZEMAX软件中对非球面透镜参数进行基于评价函数的优化，得到焦距76.79 mm、直径为200 mm的非球面透镜。将非球面透镜导入TRACEPRO软件建模并进行光线追迹仿真，根据仿真结果获得最优透镜参数进行加工和下一步实验。实验结果表明：均匀照明系统可以在60 cm处实现发散角±8.53°的均匀照明，光斑均匀性达到95.82%。
非球面透镜 LED扩展光源 均匀度 光线追迹 非成像光学理论 aspheric lens extended LED source uniformity trace rays non-imaging optical theory 强激光与粒子束
2019, 31(9): 091002
1 杭州电子科技大学 通信工程学院, 杭州 310018
2 国民核生化灾害防护国家重点实验室, 北京 102205
3 防化研究院, 北京 102205
对不同参数的掺钕晶体双频微片激光器(DFML)进行频差温度特性研究.探索了在不同腔长、不同种类掺钕介质的DFML中, 晶体温控温度对双频信号频差的影响.结果表明, 双频信号频差与谐振腔光学腔长成反比, 与晶体温控温度呈正相关; 其中0.5 mm腔长DFML(Nd∶YVO4)的双频信号频差随晶体温控温度的变化率为0.34 GHz/℃, 0.8 mm腔长DFML(Nd∶YVO4)的双频信号频差随晶体温控温度的变化率为0.12 GHz/℃, 1 mm腔长DFML(Nd∶YVO4)的双频信号频差随晶体温控温度的变化率为0.044 GHz/℃; 即腔长越短, 晶体温控温度对频差的影响越大.不同材料Nd∶YVO4和Nd∶GdVO4晶体1 mm腔长的DFML双频信号频差随晶体温度的变化率相近,仿真与实验结果符合较好.
双频微片激光器(DFML) 频差调谐 温度控制 光学谐振腔 掺钕激光晶体 Dual-Frequency Microchip Laser (DFML) Frequency separation tuning Temperature control Optical cavity Nd3+ doped laser crystal
