电子科技大学 光电信息学院, 四川 成都 610054
光电振荡器(OEO)具有低噪声、高频率稳定性和抗电磁干扰的优势, 突破了电子技术产生微波信号频率限制和信号稳定性差、噪声大的瓶颈, 成为微波光子学研究热点之一。研究了光电振荡器的基本原理、理论模型、实现方法等关键技术以及应用。提出了OEO应用于微波信号处理系统亟需解决的多光路降噪、光纤温度和应力补偿、光电集成等关键技术及其解决方案。
微波光子学 光电振荡器 注入锁定 光学锁相 高Q值滤波器 microwave photonics optic-electronic oscillator injection locking optical phase locking high Q value filter
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在空间相干光通信应用中, 针对传统激光器线宽较宽、相位噪声大、易导致锁相环路失锁的问题, 研制了单频Nd:YAG非平面环形(NPRO)激光器, 其线宽小于1 kHz, 相对强度噪声(RIN)低于-150 dB/Hz, 具有窄线宽、低噪声的特点。搭建了光锁相环路, 在信号光功率-67 dBm的情况下实现了两台NPRO激光器的相位锁定。在此基础上开展了信号频率为10 MHz和1.25 GHz的模拟通信实验, 在信号光功率分别为-60 dBm和-53 dBm时可观测到较理想的眼图。在2.5 Gbps数字通信实验中, 接收灵敏度达到-50 dBm, 此时误码率为3.2×10-6。系统灵敏度可接近量子极限, 明显优于传统的IM/DD方式, 是一种适合长距离、大容量传输的空间通信方式。
零差相干光通信 光锁相 高灵敏度 窄线宽 低噪声 homodyne coherent optical communication optical phase locking high sensitivity narrow linewidth low noise 红外与激光工程
2016, 45(11): 1122003
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在模数转换系统中, 光模数转换(OADC)技术可增加系统带宽, 提高采样速率, 克服电子系统的瓶颈, 成为目前研究者们研究的热点。讨论了光模数转换技术的分类, 介绍了各类光模数转换技术的基本原理、实现方法以及技术特点。基于高速光采样和光量化, 深入分析了采样脉冲生成、多通道并行复用、空间干涉、光学非线性效应应用等关键技术, 并介绍了相关技术的研究进展和技术指标。
信号处理 光模数转换 光采样 光量化 激光与光电子学进展
2016, 53(12): 120003
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针对法布里-珀罗(FP)腔对更高稳定性的需求，提出了利用Pound-Drever-Hall (PDH)技术稳定FP 腔的方案。根据理论计算模型，详细分析了FP腔谐振光学系统的静态响应与动态响应特性。运用静态分析得到的误差信号可实现FP 腔的锁定，动态响应分析得到的频率响应有助于设计控制环路将FP 腔稳定在选择的工作点处。数值仿真结果表明，当光学增益为0.785 W/(°)，且误差信号为毫瓦量级时，FP 腔的长度稳定精度可达4 pm。通过对比FP 腔锁定前后反射光的光斑尺寸与形状，验证了该方案的有效性和可行性。
激光器 稳定性 静态响应 动态响应 法布里-珀罗腔
基于相位噪音和相控阵理论，运用线阵天线原始方向图函数和光纤链路噪音系数公式，根据天线波束指向实际误差进行合理近似，推导了光延迟线链路噪音系数、天线阵元数与波束指向误差的理论公式.采用常规光纤链路参量进行了仿真研究，结果表明: 相控阵天线波束指向误差均方差随光纤链路噪音系数增大而增加，随天线阵元数增加而减小，指向误差与光纤延迟线链路噪音系数的1/2次方成正比，与阵元数的3/2次方成反比.在相控阵天线工作频段内，低频波段受噪音系数影响更加明显.
光纤通信 相控阵天线 波束形成 波束指向 相位噪音 光链路 光收发模块 Optical fiber communication Phased array antenna beamforming Beam pointing Phase noise Optical links Optical transceivers
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采用全量子理论对单块非平面环形腔Nd:YAG激光器的强度噪声特性进行了研究，通过理论分析和仿真发现，单块非平面环形腔激光器的弛豫振荡主要由真空起伏、偶极起伏和内腔损耗引起，抽运噪声和自发辐射对弛豫振荡的影响相对较小。同时，从理论上对强度噪声的光电负反馈抑制进行了分析和仿真，为实验上噪声抑制电路的设计提供了一定的理论基础。参考此理论电路，设计了可以获得较好的相位超前和低噪声宽带宽增益放大的噪声抑制电路，在实验上获得了良好的噪声抑制效果。当弛豫振荡峰为311 kHz时，弛豫振荡峰处的强度噪声被抑制了39 dB，在整个频谱范围内获得了低于-115 dB/Hz的噪声水平。
激光器 非平面环形腔激光器 强度噪声 噪声抑制 光电负反馈 中国激光
2012, 39(12): 1202006
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根据高速光通信系统对于OSNR (光信噪比)的要求, 提出了一种基于非规则LDPC(低密度单奇偶校验)长码的Super-FEC(超级前向纠错)方案。Super-FEC方案采用以不同进制的BCH(博斯-查德胡里-霍昆格姆)码为外码, LDPC码为内码的级联方式。针对系统不同的码率需求, 分别设计了不同的级联构造形式。仿真结果表明, 这些Super-FEC方案的净编码增益为6.18~7.63 dB, 高于传统方案。
高速光通信 超级前向纠错 博斯-查德胡里-霍昆格姆 低密度单奇偶校验 级联码 high-rate optical communication Super-FEC BCH LDPC concatenated code
为了运用主振功率放大技术获得纳秒量级的高功率密度激光脉冲,设计了一种运用于主振功率放大的半导体激光种子源,通过编程可输出多种形状光脉冲,并采用主动脉冲外形控制技术提高了输出光脉冲的波形质量。实验中研制了高速大电流驱动模块和可编程多种调制波形发生器,并采用了1064nm量子阱分布反馈的大功率半导体激光器。结果表明,该种子源脉冲光功率优于200mW、动态范围优于20dB、脉冲宽度40ns~1μs和重复频率0MHz~5MHz可调,可编程控制输出多种波形。
激光技术 种子源 主振功率放大 LD驱动 可编程 laser technique seed laser master oscillator power amplifier LD driver programmable
给出了基于高速磁光开关的光实时延时技术的方案。研究了拓扑结构和磁光开关对光延时性能的影响。研制了5 bit,32位的光实时延时系统,并建立了光延时的测试平台,经测试,延时线延时精度优于3 ps。对光延时单元插损进行测试,结果显示:32态单元插损为0.12~0.88 dB,各态变化呈随机性。
光纤实时延时线 磁光开关 拓扑结构 插入损耗 optical true time delay line magneto-optic switch topology insertion loss
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设计了一种运用于MOPA(master optical parameter amplifier)系统的半导体激光种子源。研制了高速大电流驱动模块和任意波形发生器，实验采用1．064μm QW－DFB的大功率半导体激光器，得到了脉冲光功率优于200 mW，脉冲宽度1．5 ns～1μs和重复频率1 kHz～1 MHz可调的半导体激光脉冲种子源。
种子源 LD驱动 seed laser MOPA MOPA LD driving
