1 浙江大学 生物医学工程与仪器科学学院, 杭州 310027
2 浙江大学 航空航天学院, 杭州 310027
提出一种谐振腔方案用于测量法布里-珀罗滤波器的光传输时延.将法布里-珀罗滤波器置于谐振腔中, 根据谐振腔长与谐振频率的关系, 将滤波器的传输延时量转化为谐振基频的减小量进行测量.实验测得谐振基频的变化量为0.167 MHz, 对应谐振腔长的变化量为3.570 m.除去器件的尾纤等包装长度, 滤波器的传输延时为1.542 m.该方案不依赖于镜面反射系数、精细度等滤波器参数, 可顺利测得光信号经过高精细度法布里-珀罗滤波器的传输时延, 甚至可实现很小尺寸的滤波器时延测量.通过谱分析法测量得到延时量为1.581 m, 验证了实验结果的正确性.
光纤光学 光通信 谐振腔 法布里-珀罗滤波器 传输时延测量 谐振基频 Fiber optics Optical communication Resonator Fabry-Perot filters Propagation delay measurement Fundamental frequency
天津大学电气自动化与信息工程学院光纤通信实验室, 天津 300072
提出了一种基于法布里-珀罗(F-P)激光器自注入锁定的可调谐激光器方案。F-P标准具从F-P激光器多纵模光谱滤出单个纵模,再注入F-P激光器,抑制边模,实现激光器单模运转。通过快速调谐F-P激光器驱动电流,改变F-P激光器的梳状多纵模光谱,利用变化的F-P激光器梳状光谱和固定的F-P标准具梳状透过谱的游标效应,实现波长的大范围调谐。对快速波长可调谐激光器的静态特性进行研究,得到18组可用单纵模,调谐范围为1535.2~1548.68 nm,单纵模的边模抑制比为40 dB,各波长输出功率差异小于15 dBm,频率间隔为100 GHz。对快速波长可调谐激光器进行波长调谐实验,不同波长之间的调谐时间在60~100 ns范围内,验证了该方案的可行性。
激光器 波长可调谐激光器 法布里-珀罗激光器 法布里-珀罗标准具 自注入锁定 游标效应 激光与光电子学进展
2018, 55(6): 061401
天津大学电气自动化与信息工程学院, 天津 300072
提出了一种基于光电振荡器的高速光采样技术。光电振荡器直接产生高重复频率、低时间抖动的采样脉冲,避免了对低重复频率采样脉冲的时域复用,可降低系统复杂性,提高系统效率。利用此光脉冲对信号进行时域傅里叶变换采样,信号在不同时刻的幅度信息被调制到不同波长的探测光上,再经过波分复用器或可调滤波器滤出不同中心波长的光,实现高速实时采样及串并转换,可与低速率的电模数转换量化匹配。实验产生重复频率为10 GHz、时间抖动为195 fs的光脉冲,并对三种不同波形的信号进行采样,得到采样波形,采样速率达到40 GSa/s。实验结果表明提出的基于光电振荡器的光采样技术是可行的。
信号处理 光模数转换 光电振荡器 光采样 光窄脉冲 时域傅里叶变换 激光与光电子学进展
2018, 55(6): 060701
天津大学电气自动化与信息工程学院光纤通信实验室, 天津 300072
提出了一种再生锁模光纤激光器的双腔稳定控制方案,利用锁相环检测光谐振腔腔长变化引起的微波频率漂移,并用压电陶瓷光纤拉伸器进行反馈补偿。利用光电再生腔中的混频器比较两个同频微波信号的相位,得到光电再生腔的腔长变化,并用电移相器反馈补偿光电再生腔的腔长变化。本研究中再生锁模激光器输出了重复频率为10 GHz、脉冲宽度为16.6 ps的光脉冲。光电再生腔输出了重复频率为10 GHz的微波信号,其边模抑制比为40 dB,相位噪声为-127 dBc/Hz,70 min内的频率漂移小于1 Hz。与现有的再生锁模方案相比,本方案实现了光谐振腔腔长和光电再生腔腔长的同时控制,输出的微波信号频率稳定度高,光脉冲质量好,可实现激光器的长时间稳定工作。
激光器 再生锁模 腔长控制 压电陶瓷 频率稳定性 激光与光电子学进展
2018, 55(5): 051402
天津大学电气自动化与信息工程学院光纤通信实验室, 天津 300072
基于Edlen公式法理论精度高的特点,采用小型数字传感器测量温度、湿度、大气压等参数,间接计算了空气折射率的值。针对传统方法精度不足的问题,提出利用二等标准铂电阻温度计和气压传感器对数字传感器测量值进行校准和修正的方法,并利用温度值对大气压值进行修正,提高了空气折射率的计算精度。使用修正后的传感器进行测量,结果表明空气折射率的精度达到±5.13×10
-8,接近Edlen公式所提的10
-8量级的理论精度。与测距法相比,Edlen公式法的空气折射率测量值的准确度为10
-7量级,该方法可广泛用于需求小型化空气折射率测量装置的场合。
大气光学 空气折射率 测量值修正 Edlen公式法 高精度 激光与光电子学进展
2018, 55(4): 040102
1 天津大学电子信息工程学院, 天津 300072
2 浙江大学生物医学工程与仪器科学学院, 浙江 杭州 310027
提出了一种在波长双环路光电振荡器(OEO)中, 利用啁啾压缩和孤子压缩效应产生光窄脉冲的有效方案。此方案能够同时产生双波长光窄脉冲。将双环路OEO产生的高质量微波信号调制到系统中的直调激光器和相位调制器上, 产生光脉冲和光啁啾。调节直调激光器和相位调制器之间的延时量, 从而获得最大的啁啾率。利用色散补偿光纤和高非线性光纤对光脉冲进行啁啾压缩和光孤子压缩, 使得光脉冲最终压窄至1.2 ps。采用锁相环技术对系统腔长进行有效控制, 使光脉冲的长期稳定性得到改善。
非线性光学 光窄脉冲 啁啾压缩和孤子压缩 波长双环路光电振荡器 高稳定性
Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronic Information Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
2 College of Biomedical Engineering & Instrument Science, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China
As microsatellite technology develops, precise inter-satellite measurement shows its significance in distributed satellite systems. In this Letter, a novel technique is proposed for measuring the inter-satellite distance, which adopts optoelectronic resonance and has a function of self-referencing. Resonance cavities have a high spectral purity and a high oscillation frequency. By utilizing the accumulative amplification principle to convert the measurement of distance to that of the frequency, high accuracy is achieved. In the experiment, this measuring scheme has a large measuring range between 1 and 6 km (can be potentially larger), and the accuracy is better than 1.5 μm. The relative accuracy reaches the level of 10 10.
060.5625 Radio frequency photonics 150.5670 Range finding 120.0120 Instrumentation, measurement, and metrology Chinese Optics Letters
2016, 14(11): 110608
1 天津大学电子信息工程学院, 天津 300072
2 天津理工大学电子信息工程学院, 薄膜电子与通信器件重点实验室, 天津 300384
利用半导体光放大器(SOA)实现了一种脉宽可调谐的暗脉冲光纤激光器。将基于SOA 的光纤激光器的一部分输出反馈注入SOA，由于SOA 的非线性偏振旋转效应，输出脉冲经历不同的偏振演化，从而得到暗脉冲输出。通过改变反馈腔长度可以实现暗脉冲的脉宽调谐。分析了半导体光放大器的非线性偏振效应及暗脉冲的产生机理。并在实验中观察到了脉宽可调谐的暗脉冲输出。通过改变反馈腔长，在重复频率不变(11.31 MHz)的条件下，得到了脉宽为5.91~22.34 ns可调的暗脉冲。
激光器 半导体光放大器 暗脉冲 非线性偏振旋转 光纤激光器
1 山西大同大学固体物理研究所,山西 大同 037009
2 天津大学电子信息工程学院, 天津 300072
提出和实现了一种新型适用于光/无线混合接入的光子载微波产生方案.该方案利用直接调制分布反馈式半导体激光器可以产生宽谱信号的特点, 将较低频率正弦信号直接调制半导体激光器, 在半导体激光器中进行频谱展宽, 然后把宽谱信号注入到多个半导体激光器中进行相位锁定从而作为相干锁定光源.用上述光源在不同波长加载不同信号进行传输, 在接收端使用不同通带特性的光学滤波器对信号进行处理, 可以选择接收基带信号、光子微波时钟信号、上行光源或不同载波频率的光子微波调制信号.作为验证, 分别完成了2.5Gbps基带信号、20GHz和40GHz光副载波调制信号的产生与接收.因为受限于试验条件, 只进行了原理验证, 但该系统理论上可集成波导设计, 无需高频调制器件, 并可生成更高载频光子微波信号, 有利于未来的光/无线混合接入和超密集波分复用系统.
光通信 光接入 光微波 相位锁定 optical communication optical access radio over fiber (RoF) optica phase locking
提出了一种基于垂直腔表面发射激光器（VCSEL）的无本振光子微波上变频方案。该方案将相对低速的伪随机基带信号注入VCSEL中，利用注入信号的高次谐波注入锁定VCSEL。被锁定激光器波长与原注入光信号在谐振腔中相干差拍，产生上变频调幅微波信号。实验中利用2.5 Gb/s非归零码强度调制信号注入锁定VCSEL，无需本振，实现了载波频率为14.3 GHz的光子微波上变频，10 kHz偏移处载波相位噪声达-81 dBc/Hz。通过调节注入光信号的波长和功率，进一步实现载波频率在7.5~23 GHz之间的调谐，验证了该方案的可行性，并对系统性能进行了误码分析，系统代价为1.4 dB。结果证明该方案无需微波本振，仅需采用价格低廉的VCSEL即可实现光子微波上变频，从而为无线光混合接入网中光子微波信号产生技术提供了一种低成本的解决思路。
光通信 全光上变频 注入锁定 垂直腔表面发射激光器
