西北工业大学物理科学与技术学院,光场调控与信息感知工业和信息化部重点实验室,陕西省光信息技术重点实验室,陕西 西安 710129
贝塞尔光束以其独特的无衍射传输特性得到了广泛的关注,在光学操控、光学加工、信息传输、光学成像等领域具有巨大的应用前景。为了丰富光束的传输特性,通过不同手段对贝塞尔光束传输的调控成为了热点问题。研究者提出不同的理论和方法,通过对贝塞尔光束进行不同维度的调控,构造了沿任意轨迹传输、轴上强度和偏振可调的新型类贝塞尔光束。从贝塞尔光束的基本特性出发,总结了近年来贝塞尔光束传输调控相关的研究进展,包括贝塞尔光束的传输轨迹控制、轴向强度和偏振态控制、束宽控制等基本调控手段,并分析了其传输和调控机理。
光场调控 无衍射光束 贝塞尔光束 光传输 光学学报
2024, 44(10): 1026001
光通信研究
2024, 50(2): 22008501
1 中国电子科技集团公司 第三十四研究所, 广西 桂林 541004
2 桂林银行股份有限公司, 广西 桂林 541199
针对传统的滑环存在通信宽带不足、接触磨损寿命低的问题, 设计了一种基于空间激光通信的离轴盘式无线光滑环, 并完成了样机研制。该光滑环采用光学追迹仿真技术, 将4个红外发射器均匀等间距地布置在光滑环的 4 个角, 使接收端旋转时能连续稳定地接收到光功率。光学仿真和性能测试结果表明: 在传输距离为20~200 mm时, 离轴盘式无线光滑环的接收功率为-28.3~-29.2 dBm,满足探测器灵敏度(约-30 dBm)的要求; 在0~500 r/min旋转环境下, 其误码率会随着传输距离的增加而增大, 但整体误码率均小于10-6。
空间激光通信 离轴盘式 无线光滑环 万兆光传输 space laser communication, off-axle disc type, wir
1 无锡商业职业技术学院 物联网与人工智能学院,江苏 无锡 214153
2 江苏省无线传感系统应用工程技术研究开发中心,江苏 无锡 214153
3 重庆理工大学 智能光纤感知技术重庆市高校工程研究中心,重庆市光纤传感与光电检测重点实验室,重庆 400054
为了提高光纤倏逝波传感器的灵敏度,该文提出了一种新型结构传感光纤。传感光纤由传统塑料光纤+新型阶跃光纤(折射率由纤芯向包层阶跃增大)+传统塑料光纤级联而成。新型阶跃光纤为倏逝波传感器的敏感区,光纤纤芯由聚甲基丙烯酸甲酯构成,包层由聚砜与GeO2混合物构成。利用几何光学分析了光纤光传输特性,实验测试了光纤光传输特性及其对外界折射率敏感特性。结果表明,当新型阶跃光纤包层中GeO2掺杂质量分数为1.5%,涂覆层厚为200 μm时,传感光纤具有较好的光谱传输质量及高的折射率响应灵敏度。
传感光纤 倏逝波 光传输 折射率 灵敏度 sensing fiber optic evanescent wave optical transmission refractive index sensitivity
1 西安邮电大学电子工程学院,陕西 西安 710121
2 中国船舶集团公司第705研究所水下信息与控制重点实验室,陕西 西安 710077
针对水下无线激光通信链路性能劣化问题,基于Yue谱推导了在包含有限外尺度和海洋水体分层不稳定度的弱海洋湍流信道下高斯光束的空间相干半径和闪烁指数闭合解析式,量化了基于高斯光束的海洋分集接收系统中的湍流强度和探测器间距阈值。在此基础上设计了一种基于高斯光束的里德-所罗门(RS)编码联合均衡等增益合并(EEGC)算法的单入多出(SIMO)通信系统。利用双曲正切函数法推导了系统的上限平均误码率(ABER)闭合解析式,并研究了海洋水体分层的不稳定程度和探测器分布方式对系统性能的影响。仿真结果表明,海洋水体分层的稳定与否对系统性能影响较为明显。此外,所设计的系统可有效抑制复合海洋信道下高斯光束的湍流效应,湍流越强,抑制效果越显著;也可有效降低探测器的分布方式对采用高斯光束传输的SIMO系统性能的影响。
无线光传输 海洋湍流 高斯光束 分集接收 里德-所罗门编码 光学学报
2023, 43(24): 2406001
1 华中科技大学 光电信息学院,武汉 430074
2 湖北光谷实验室,武汉 430074
为了简化实时相干自由空间光(FSO)/无线传输系统结构并降低成本,文章基于带通Delta-Sigma调制(DSM)技术,实现了一个低成本的FSO系统。带宽为400 MHz、速率为1.6 Gbit/s的256进制正交振幅调制(256-QAM)信号经DSM后,生成10 Gbit/s偏振复用-正交相移键控(PDM-QPSK)信号,在50 m的FSO链路中实现实时传输,且该系统的灵敏度达到-46.2 dBm。从而证明,相干检测和带通DSM的结合将是未来光无线场景的一种有前途的技术。
Delta-sigma调制 相干检测 实时 自由空间光传输 DSM coherent detection real-time FSO transmission
1 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气光学重点实验室,安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院科学岛分院,安徽 合肥 230026
3 先进激光技术安徽省实验室,安徽 合肥 230037
大气相干长度是衡量积分路径大气光学湍流强度的重要参数。归纳了折返路径大气相干长度的测量理论,构建了一套基于3M反光膜的激光主动照明信标大气相干长度测量系统,利用3M反光膜的反射率高、面积大的特性降低了对探测激光功率的要求,实现了探测系统单端配置收发一体。通过切换主动照明信标和传统650 nm激光信标来测量大气相干长度,全天对比测量实验结果以及多日主动照明信标成像探测数据表明:主动照明3M反光膜信标的折返路径测量结果与传统方法测量结果的相对偏差小于2.5%;得益于系统收发一体,利用对聚焦光束主动照明信标成像探测的方法也可以较为准确地反演传输路径光学湍流强度。相关实验结果对于验证折返路径光传输模型、探索长程单端光学湍流遥测有一定参考意义。
大气光学 光学湍流 大气相干长度 折返路径光传输 3M反光膜 光学学报
2023, 43(12): 1201003
中国电子科技集团公司 第四十三研究所, 合肥 230088
针对传统铌酸锂电光调制器体积大、带宽小等技术问题, 提出了一种基于薄膜铌酸锂调制器芯片的新型电光调制器的设计方法, 给出了薄膜铌酸锂电光调制器高频传输仿真模型, 详细介绍了薄膜铌酸锂电光调制器的高频信号馈入设计、过渡薄膜基板高频阻抗匹配设计, 并测试了40 GHz小尺寸薄膜铌酸锂电光调制器的核心指标。测试结果表明: 设计的薄膜铌酸锂电光调制器插入损耗、半波电压、3 dB带宽、产品尺寸分别为4.1 dB、3.9 V、40 GHz、30 mm×10 mm×5 mm, 比传统铌酸锂电光调制器性能优越。
薄膜铌酸锂 电光调制器 光传输 微波光子 thin film lithium niobate electro-optic modulator optical transmission microwave photonic
1 郑州大学物理学院,河南 郑州 450001
2 河南仕佳光子科技股份有限公司,河南 鹤壁 458030
面向多路射频模拟信号的高线性传输需求,基于强度调制-直接探测的原理,提出了基于波分复用技术的模拟射频光传输方案;利用高线性度模拟直调半导体激光器、波分复用器、模拟光电探测器,设计了基于微波光子技术的波分复用射频光传输链路,该链路具有低串扰、低失真、链路增益可调等性能。利用该链路进行了直调激光器、驱动控制电路、射频光发射模块和光接收模块的样机研制。对所研制出的样机进行了实验测试。测试结果表明:通道增益可在-30~10 dB调谐,通道内基波与二次谐波抑制比高于50 dB,相邻及非相邻通道间射频串扰均低于60 dB,相位一致性在±5°以内。针对不同的信号输入功率,在线调整链路增益,改善链路的信噪比或非线性失真效应。设计和研制的样机可用于低频段射频信号的光纤传输。
光纤通信 射频光传输 直调半导体激光器 模拟光链路 激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0506005