1 国防科技大学气象海洋学院,湖南 长沙 410073
2 海洋探测技术湖南省重点实验室,湖南 长沙 410073
光功率冗余不足及相位噪声增加是制约光纤水听器传输距离及探测性能的关键因素。基于光纤水听器全光模拟传输系统,建立远程放大相位噪声模型,设计大有效面积低损耗光纤组合传输链路,在100 km传输4波分×8时分复用系统中,远程放大引入的相位噪声仅为-98.1 dB@1 kHz(1 kHz为频率),优于常规单模光纤4.3 dB,模型的有效性得到了验证。将模型应用于150 km传输系统,对远程增益单元位置进行优化,获得了-93.2 dB@1 kHz的远程放大噪声性能。所提噪声模型及优化方法可应用于不带电中继的光纤水听器系统设计及研制中,对增大全光传输距离及提升远程探测性能具有重要意义。
光纤水听器 远程泵浦光放大 相位噪声 大有效面积低损耗光纤 光学学报
2023, 43(11): 1106001
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Electronics and Communication Engineering, Medina Higher Institute for Engineering and Technology, Giza 12947, Egypt
2 Department of Communications and Electronics, Alexandria Higher Institute for Engineering and Technology, Alexandria 21311, Egypt
3 Department of Electronics and Communications Engineering, Faculty of Electronic Engineering, Menoufia University, Menouf 32952, Egypt
4 Department of Communications and Electronics, Faculty of Engineering, Minia University, Minia 61111, Egypt
Tuberculosis is one of the most contagious and lethal illnesses in the world, according to the World Health Organization. Tuberculosis had the leading mortality rate as a result of a single infection, ranking above HIV/AIDS. Early detection is an essential factor in patient treatment and can improve the survival rate. Detection methods should have high mobility, high accuracy, fast detection, and low losses. This work presents a novel biomedical photonic crystal fiber sensor, which can accurately detect and distinguish between the different types of tuberculosis bacteria. The designed sensor detects these types with high relative sensitivity and negligible losses compared to other photonic crystal fiber-based biomedical sensors. The proposed sensor exhibits a relative sensitivity of 90.6%, an effective area of 4.342×10-8 m2, with a negligible confinement loss of 3.13×10-9 cm-1, a remarkably low effective material loss of 0.013 2 cm-1, and a numerical aperture of 0.346 2. The proposed sensor is capable of operating in the terahertz regimes over a wide range (1 THz - 2.4 THz). An abbreviated review of non-optical detection techniques is also presented. An in-depth comparison between this work and recent related photonic crystal fiber-based literature is drawn to validate the efficacy and authenticity of the proposed design.
Tuberculosis photonic crystal fiber relative sensitivity terahertz confinement loss effective area Photonic Sensors
2023, 13(2): 230202
1 山东富通光导科技有限公司,山东 济南 250119
2 成都富通光通信技术有限公司,四川 成都 611731
3 上海大学特种光纤与光接入网省部共建国家重点实验室培育基地/特种光纤与先进通信国际合作联合实验室,上海 200444
采用一种具有中心凹陷的三角芯+环型的折射率剖面设计,利用外部气相沉积(OVD)工艺制备了新型非零色散位移G.655.D光纤。实验结果表明:在1550 nm和1625 nm波长处,光纤的衰减值分别为0.195 dB/km和0.203 dB/km,截止波长为1200 nm;将光纤绕在半径为25 mm的圆柱体上100圈,此时其在1550 nm和1625 nm波长处的宏弯损耗值分别低于0.027 dB和0.045 dB;该光纤在1530~1625 nm波段的色散为1.6~9.5 ps/(nm·km),尤其是在1550 nm波长处,其有效面积达到72 μm2,比常规G.653光纤大1.4倍。通过这种设计和方法制备的光纤可以实现零色散波长的平移,获得良好的纵向色散均匀性、较低的弯曲损耗以及较大的有效面积,适用于1530~1625 nm波段的密集波分复用应用,在长距离光纤通信中对四波混频(FWM)、交叉相位调制(XPM)等非线性效应具有较好的抑制作用,可以减少色散管理成本,具有非常重要的应用价值。
光纤光学 外部气相沉积工艺 G.655.D光纤 大有效面积 非零色散位移 密集波分复用 光纤设计与制造 中国激光
2022, 49(23): 2306004
1 北方夜视技术股份有限公司, 江苏 南京 211106
2 北方夜视科技(南京)研究院有限公司, 江苏 南京 211106
3 中国科学院国家天文台, 中国科学院空间天文与技术重点实验室, 北京 100012
4 中国科学院大学天文与空间科学学院, 北京 100049
龙虾眼X射线聚焦望远镜是未来X射线空间天文观测的重要设备之一,这种设备将成为在各种太阳风条件下研究地球空间环境的有力工具。针对龙虾眼型X射线微孔光学器件有效面积的设计与仿真工作,研究了结构参数与几何收集面积的关系,并基于菲涅耳公式计算了不同膜层材料和表面粗糙度对X射线反射率的影响。利用X射线束流测试设备并采用单光子采集模式完成了有效面积X射线的性能测试。结果表明,龙虾眼型光学器件的有效面积主要由膜层材料与内壁粗糙度共同决定,同时沉积Ir膜后在能量为1 keV的情况下有效面积能从2.15 cm 2增大至2.47 cm 2。
散射 龙虾眼 X射线 聚焦成像 有效面积
为了满足陆地长途干线实现超高速率、超长距离传输需要, 研究人员开发出具有超低损耗、大有效面积和小弯曲损耗的G.654E光纤。基于陆地长途干线系统对光纤性能的要求, 讨论了G.654E光纤折射率分布结构设计与性能, 重点介绍了在G.654E光纤上实现1234.2 km和600 Gb/s的传输实验实例。
超低损耗 大有效面积 G.654E光纤 光信噪比 陆地长途干线 ultra-low loss large effective area G.654E optical fiber optical signal to noise ratio terrestrial long-distance trunk
西北核技术研究所, 高功率微波技术重点实验室, 西安 710024
提出了一种评估高功率微波对建筑物内计算机作用效果的方法。建立建筑物的电磁计算模型,利用时域有限差分法对高功率微波进入建筑物的过程进行数值模拟,求出计算机所在高度面上的时域最大场强,定义大于效应阈值区域的面积与建筑物总面积的比例为有效面积比,高功率微波对建筑物内计算机的作用比例即等于有效面积比。并开展实验对此方法的有效性进行验证,估计的计算机效应比例和实验结果相差20%以内。改变入射场强,得到计算机效应比例与入射场强的关系,与理论分析结果一致。
高功率微波 计算机 效应评估 时域有限差分法 有效面积比 high power microwave computer effect evaluation finite-difference time-domain effective area ratio 强激光与粒子束
2018, 30(4): 043001
400 Gbit/s单模光纤已经成为提高光纤传输系统容量的光纤研究热点。文章在介绍了单信道传输速率为400 Gbit/s的光纤传输系统的主要传输性能后,综述了400 Gbit/s传输系统使用的低损耗大有效面积单模光纤和低损耗大有效面积单模光纤的设计、性能及其在系统中的应用研究。通过系统传输实验、网络现场传输实验和对系统设备成本的研究表明,低损耗大有效面积单模光纤和超低损耗大有效面积单模光纤是构建“超高速率、超长距离和超大容量”传输系统的最佳光纤。
传输 单模光纤 超低损耗 大有效面积 transmission single-mode fiber ultra-low loss large effective area