1 复旦大学信息学院电磁波信息科学教育部重点实验室，上海 200433
2 鹏城实验室，广东 深圳 518055
3 上海低轨卫星通信与应用工程技术研究中心，上海 200433
4 上海市低轨卫星通信技术协同创新中心，上海 200433
可见光通信因其显著优势逐渐成为星间通信的研究热点。可见光通信能够提供丰富且无需授权的频谱资源，传输速率高，保密性强以及抗电磁干扰等。可见光激光通信器件发射功率较高、抗辐照能力强、激光束散角小，有望应用于星间大容量长距离通信链路传输。实现了集成的40路波分复用可见光激光通信系统，复用29个可见光波长，采用离散多音比特加载调制和Levin-Campello算法，达到了418.3 Gbit/s的总传输数据。针对可见光激光通信系统中的带宽受限和高频衰落的问题，该系统采用了数字预均衡技术，根据该系统的信号特点，设计了相应的佐贝尔网络，通过增强高频信号能量和减小低频信号能量实现整体通信性能的提升。实验表明，数字预均衡可显著提升可见光激光通信性能。该系统证明了可见光激光通信在星间大容量通信中的巨大潜力。
波分复用 激光通信 可见光通信 卫星通信 激光与光电子学进展
2024, 61(7): 0706002
1 中国信息通信科技集团有限公司 光纤通信技术和网络国家重点实验室，武汉 430074
2 中国信息通信科技集团有限公司 国家信息光电子创新中心，武汉 430074
3 鹏城实验室，广东 深圳 518000
基于多波段的光传输系统被认为是有效提升光通信传输容量的方法之一，在C和L波段的基础上，利用其他波段进行传输可以充分挖掘现有光纤网络的传输潜力，解决大容量通信网络的瓶颈问题，其关键技术及系统的实现有利于推动相关技术的产业化进程，具有广阔的经济效益。文章对当前全波段光传输技术的研究现状进行了分析和探讨，重点对S、C和L波段的性能差异进行了实验分析研究，采用C和L波段常规器件，使用偏振复用16进制正交幅度调制（PDM-16QAM）格式完成了波长范围覆盖S、C和L，容量可达到122.4 Tbit/s的40 km光传输系统实验。验证了G.652.D光纤的多波段传输能力，为进一步研究多波段光传输技术提供了实验基础。
全波段 单模光纤 光纤通信 all-band single mode fiber optical fiber communication
1武汉大学 电子信息学院，湖北 武汉 430072
超表面具有亚波长尺度下精密高效的光波操控能力，但在其单独实现主动式调控方面，目前仍有诸多技术困难亟待克服。液晶与超表面的结合有望发挥各自的长处，实现一种分辨率高、衍射角大、超紧凑的新型主动式光调控器件。以液晶与超表面两部分功能设计的独立与否作为分类依据，回顾了近年来主动式液晶超表面的研究进展，具体包括液晶波片与偏振敏感超表面结合、液晶环境与共振型超表面结合、液晶与超表面光学性质互补等。最后对主动式液晶超表面所面临的挑战以及发展前景进行了讨论和展望。
1 清华大学深圳国际研究生院，广东 深圳 518055
2 鹏城实验室，广东 深圳 518055
3 工业和信息化部电子第五研究所，广东 广州 511370
4 清华-伯克利深圳学院，广东 深圳 518055
集成电路制造中光刻工艺特征尺寸不断减小，制造商对套刻误差指标的要求逐步提升，对具有亚纳米精度的套刻误差测量技术与系统有极为迫切的需求。针对该需求，对比介绍了基于衍射原理的套刻测量（DBO）和基于图像的套刻测量（IBO）技术原理与特点；在对比分析中，针对具有更高精度测量能力的DBO路线，梳理了其技术发展脉络，对DBO技术中存在的挑战和未来的发展方向进行了论述。所述内容有望为我国先进节点光刻机的独立自主开发提供技术参考。
激光与光电子学进展
2022, 59(9): 0922023
1 中国信息通信科技集团有限公司 光纤通信技术和网络国家重点实验室, 武汉 430074
2 国家信息光电子创新中心, 武汉 430074
基于多芯光纤的空分复用是解决当前光通信传输容量瓶颈的最有效方法之一,多芯光纤扇入扇出(FIFO)技术是实现多芯光纤空分复用系统的关键, 它用于实现单个多芯光纤到多个单芯光纤的光耦合功能。文章总结了近十年来多芯光纤FIFO器件和装置的方法, 将它们归纳为熔融、光纤束、自由空间光和三维集成波导4种类型, 分析并比较了几种类型器件/装置的制作方法和性能, 对未来可广泛应用的技术方向进行了展望。
多芯光纤 光纤通信 空分复用 插入损耗 光串扰 multi core optical fiber optical fiber communication spatial division multiplexing insertion loss optical crosstalk
1 武汉邮电科学研究院 光纤通信技术和网络国家重点实验室, 武汉 430074
2 烽火通信科技股份有限公司, 武汉 430074
将空分复用技术与DWDM(密集波分复用)技术相结合, 在国内首次实现了560 Tbit/s相干光双偏振DFT-s(离散傅里叶变换)OFDM(正交频分复用) 32QAM(正交幅度调制)信号传输10 km单模7芯光纤的演示实验。系统使用了16个独立光源产生375个25 GHz栅格的DWDM信道, 单芯传输容量为85.91 Tbit/s, 7芯传输总容量为601.36 Tbit/s。系统使用普通FEC(前向纠错)编码, 解码门限为3.8×10-3, 编码冗余为7%, 系统净传输速率为562.02 Tbit/s, 净谱效率为59.95 bit/s/Hz。
单模7芯光纤 相干光 OFDM 密集波分复用 single-mode 7 core fiber coherent optical OFDM DWDM
Author Affiliations
Abstract
1 Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
2 State Key Laboratory of Optical Communication Technologies and Networks, Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications, Wuhan 430074, China
From 2010 to 2015, the Wuhan Institute of Posts and Telecommunications (WRI) had undertaken the national key basic research development program project ‘ultra-high speed, ultra-large capacity, ultra-long distance (3U) optical transmission based research’ as the leading agency. Under the support of the project, we have obtained a series of achievements in scientific research and engineering. Some of the results have been widely used in commercial systems. This Review will make a preliminary summary of the achievements during the past 5 years.
060.0060 Fiber optics and optical communications 250.0250 Optoelectronics 070.0070 Fourier optics and signal processing Chinese Optics Letters
2016, 14(12): 120003
1 国网河南省电力公司 信息通信公司, 郑州450018
2 武汉邮电科学研究院, 武汉430074
研究了基于高速相干光接收的100 Gbit/s PDM-QPSK(偏振复用-正交相移键控)系统在不规则跨段配置条件下的传输性能优化技术, 得到了不规则跨段下的最优链路配置解析计算模型, 并进行了系统仿真验证。仿真结果表明, 与传统的跨段衰减完全补偿方案相比, 该配置方案Q因子性能可提升1.3 dB。该配置方法可应用于当前100 Gbit/s PDM-QPSK系统的链路设计和在线优化, 能有效提升不规则跨段链路下的系统传输性能。
100 Gbit/s系统 偏振复用-正交相移键控 传输性能优化 100 Gbit/s systems PDM-QPSK Transmission performance optimization
1 烽火藤仓光纤科技有限公司, 武汉 430073
2 武汉邮电科学研究院 光纤通信技术和网络国家重点实验室, 武汉 430074
介绍了一种大有效面积单模光纤的数值设计分析与PCVD(等离子体化学气相沉积)制备工艺, 该光纤的有效面积达到133 μm2, 同时在1 550 nm处衰减系数优化到0.183 dB/km, 弯曲损耗优化至0.45 dB/圈(弯曲半径7.5 mm)。在双偏振DFT-S CO-OFDM 4QAM/16QAM(4进制/16进制正交振幅调制的离散傅里叶变换扩展相干光正交频分复用)调制信号下, 对该光纤在100 Gbit/s和400 Gbit/s系统的误码率和Q值等传输性能进行了验证。结果表明, 该光纤能有效改善最佳入纤功率和非线性效应, 可使传输距离提升30%, 能有效优化400 Gbit/s传输系统, 并且在FTTx领域有着广泛的应用前景。
大有效面积 400 Gbit/s系统 低损耗 光纤 光纤到户 large effective area 400 Gbit/s system low loss optical fiber FTTH
1 烽火通信科技股份有限公司, 武汉 430074
2 武汉邮电科学研究院 光纤通信技术和网络国家重点实验室, 武汉 430074
文章介绍了基于31.786 Gbaud/s 光收发模块实现的32×100 Gbit/s信号速率、2 080 km标准单模光纤的实时相干光传输试验, 信号采用PM-QPSK(偏振复用四相相移键控)调制格式。信号光源为单个激光器产生的32路波分复用子光载波, 频率间隔为32 GHz, 频谱效率达到3.11 bit/s/Hz。信号传输2 080 km后, 采用20%的FEC(前向纠错)编码时, Q值仍有1.2 dB的余量。此外, 还研究了光滤波器带宽与OSNR(光信噪比)代价的关系。25 h挂机试验结果显示, 信号接收纠错前误码率在1E-2以下, 表明该传输系统稳定可靠。该系统为国内首个单光源3.2 Tbit/s实时传输试验系统,对提升现有100 Gbit/s商用光纤传输系统的传输效率有较大的指导意义。
相干探测 实时传输 100 Gbit/s光收发模块 偏振复用四相相移键控 coherent detection real-time transmission 100 Gbit/s transponder PM-QPSK
