波长控制的新方法

东芝公司开发出一种波分复用光通信用波长可调光源的单波长控制方法。波长可调光源是采用半导体激光器改变波长的方法 ,因此有利于降低波分复用光通信的成本。但因波长随电流值而变 ,故需要精密控制。以往是利用阵列波导光栅分波器 (AWG)进行分光 ,按每个波长配备很多光探测器 ,然而这种方式难以使器件小型化。为解决上述问题 ,东芝公司用法布里 珀罗谐振器代替光探测器。透射光的大、小随波长呈周期性变化 ,所以可用一个光探测器来接收并控制波长 ,使得相邻波道透射光强略有 (最大　最小 )变化 ,因此探测器能够以反转方式探测相邻波长的…     

具有多波长处理功能的单片集成光探测器阵列

从理论上设计并研制了一种用于可重构光分插复用技术中的具有多波长处理功能的单片集成光探测器阵列,器件在GaAs基衬底上集成了GaAs/AlGaAs材料的法布里一珀罗谐振腔和InP-In0.53 Ga0.47 As-InP材料的PIN光探测器.为了能够实现对多路波长的探测,首先利用湿法腐蚀,改变不同区域谐振腔的厚度,然后通过二次外延完成谐振腔的生长,最后利用低温缓冲层技术在GaAs材料上异质外延高质量的InP基的PIN结构.器件的工作波长位于1500 nm左右,可实现对4路波长,间隔为10 nm的光信号探测,光谱响应线宽低于0.8 nm,峰值量子效率达到12%以上,响应速率达到8.2 GHz.实验测试结果与理论分析进行了对比,并得到了很好的解释.     

可见光通信系统中硅光电池响应特性研究

提出了一种普通室内照明条件下光能量和光信号无线复用传输的可见光通信(VLC)方式。与传统的VLC不同,采用Si光电池阵列替代Si光电二极管(PIN)和雪崩二极管(APD)做VLC接收机探测器,在进行可见光数据通信的同时,接收的光能量转换为电能给锂电池充电。基于载流子输运模型分析了环境光照度与Si光电池阵列光电响应速度的关系,通过实验测试验证了普通室内照明条件下Si光电池的响应特性和输出电压特性。研究结果表明,随着光照度的增加,Si光电池阵列输出电压和响应速度均增加,当探测器距离LED光源1.8m、照度为380lx时,通过优化设计放大电路,探测器响应速度可达300kHz,输出电压可达2.8V,满足信号探测和升压型电池充电电路的要求。     

基于阵列探测器的空间失配角匹配外差探测研究

空间失配角是影响外差探测的主要因素之一,很小的角度失配就会导致中频信号极为微弱。通过分析提出,外差信号的振幅可以视为探测器量子效率分布函数的傅里叶变换,基于此提出一种单元增益可调的阵列探测器接收方法。该方法通过设置阵列中探测单元的增益系数,使阵列有效量子效率分布函数的频谱特性匹配信号光与本振光形成的干涉光场,以此提高存在失配角时的中频信号的强度。通过对有效量子效率分布函数的调整,匹配不同角度入射的信号光,即可达到高速扫描探测的目的。     

基于G-APD阵列的卫星激光测距系统探测性能分析

盖革模式雪崩光电二极管阵列(G-APDs)是近年来新兴的弱光探测器件。基于盖革模式APD探测概率的分析,利用卫星激光测距系统的仿真结果,对G-APDs的卫星激光测距系统进行研究。在回波强度为单光子量级、仅考虑探测器暗计数噪声的情况下,相对于单元探测的单光子探测器,采用阵列探测器能够有效的增加回波信号的探测点数;在同样噪声的情况下,回波强度为多光子时,采用阵列探测器能够减少盖革模式探测器探测概率的极大值相对回波光电子数极大值的漂移量;在回波强度为单光子量级,同时考虑天空背景噪声和探测器暗计数噪声时,采用阵列探测器能够有效降低噪声对信号回波的淹没效应。     

基于阵列波导光栅的波分复用器件

阵列波导光栅波分复用 /解复用器有 N个输入端口和 N个输出端口 ,能同时传输 N2 路不同的光信号 ,除具有波分复用和解复用功能外 ,能灵活地与其它光器件组成多波长激光器、光路分插复用器、光路交叉连接器、波长路由器等波分复用器件 ,在光通信网络中有着广泛的应用前景。     

分布式光纤光栅传感网络的复用解调技术

波长编码信号解调是实现光纤光栅多参量、多点分布式传感网络的核心技术之一。本文总结了光纤光栅传感信号解调的一般原理和技术难点,分类评述了常用解调方法的工作机理、特点和性能。同时,提出了一种新型的、用宽带光源和可调谐光滤波器(TOF)构成的可调谐窄带光源,对测量光栅阵列和参考光栅进行波长扫描,借助光电探测器和信号处理系统实现复用传感系统的解调技术。     

阵列波导光栅在光纤通信网络中的应用

基于集成光学的N×N阵列波导光栅(AWG)是波分复用传输网络最成功的光滤波器之一,是光子网络的关键基础元件,它可用于光信号的复用、解复用、光路上/下分插复用、光交叉连接,波长路由等。 波长N×N复用/解复用器 N×NAWG具有波长间隔小、信道数多、串音较低、输出平坦等特点,是较为理想的波分复用全光器件。该复用器由N个输入/输出波导,两个会聚的平板波导和在相邻波导之间路径长度差△L恒定的阵列波导构成。输入光射入第一个平板波导并激励阵列波导,光通过阵列波     

一种多波长信号全光加密系统方案

为了能够同时对多波长信号进行加密操作,两路相干光信号进行直接干涉前,通过对其中一路光信号进行Pi相移,Pi相移后两路信号的干涉结果即为两信号异或(XOR)逻辑结果。基于此原理,提出一种应用于波分复用(WDM)系统,能够同时对多波长复用信号进行XOR加密的方案。方案通过直接电光调制得到不同波长相干光信号与光密钥,且通过相移单元同时对多波长光密钥进行Pi相移,相移后相同波长的光密钥与光信号的耦合干涉输出便是对光信号的XOR加密结果,并输出多波长复用的加密信号。通过8×10Gbit/ps的WDM信号的加密仿真得到该方案加密输出误码率(EBR)为0,Q因子为164,证实了方案的可行性与有效性。分析了脉冲占空比对加密输出信号Q因子的影响。通过理论与仿真分析了输入归零码信号占空比对加密信号质量的影响得出,当信号占空比小于0.43时,加密输出信号Q因子能够稳定在164左右。     

基于阵列波导光栅的波分复用器件

阵列波导光栅波分复用／解复用器有N个输入端口和N个输出端口,能同时传输N^3路不同的光信号,除具有波分复用和解复用功能外,能灵活地与其它光器件组成多波长光源、光路分插复用器、光路交叉连接器、波长路由器等波分复用器件,在光通信网络中有广泛的应用前景。     

A two-dimensional dual-wavelength routing network with 1-to-10cascaded fanouts

A two-dimensional (2-D) wavelength-division demultiplexing device [WD(D)M] is demonstrated to separate and to distribute optical signals of different wavelengths by use of substrate-guided wave optical interconnects. In our experiment, two stacked input holographic gratings are fabricated to steer two optical wavelengths into two different routing directions and to zigzag within a waveguiding substrate. Input coupling efficiencies of 70% and 76% are experimentally confirmed at the input wavelengths of 780 and 790 nm, respectively. Two arrays of 1-to-10 cascaded output holographic grating couplers are employed to couple out the optical signals with surface-normal fanouts. The crosstalk is measured to be <-30 dB. The fanout energy fluctuation is within ±10% for each wavelength     

Design and analysis of micromechanical tunable interferometers forWDM free-space optical interconnection

This paper proposes a new concept of high density chip-to-chip optical interconnection based on wavelength division multiplexing (WDM), which can be realized as a microelectromechanical system (MEMS) device. The output signals from a preprocessing integrated circuit (IC) chip (N channels) are converted to optical signals of different wavelengths by using wavelength tunable laser diodes and projected onto an array of wavelength-selective photodiodes. Channel connection is made by wavelength matching between the light sources and detectors, by using micromechanical Fabry-Perot interferometers. In this scheme arbitrary 1 to 1 connection as well as 1 to N or N to 1 connection is available. Since the input/output connections are made in an optical manner, the switching state can be reconfigured and the whole switching system can be integrated in a compact space. We have investigated design principle of the micromechanical Fabry-Perot interferometers for tunable photodiodes to maximize the switching contrast and channel density in a given wavelength range. The preliminary interferometer arrays are implemented by silicon-based surface micromachining     

面向宽带接入与泛在感知应用的基于双波长的线性化光载无线链路

Radio-over-Fiber ( RoF ) technologies have been considered to be a promising solution to broadband access and ubiquitous sensing. We present a novel approach using dual-wavelength lights to suppress the nonlinear intermodulation distortion in intensity-modulated RoF link both theoretically and experimentally. The system we proposed mainly consists of two Laser Diodes (LDs ) at different wavelengths, a commercial available Mach-Zehnder Modulator (MZM) and a Photo Detector (PD). More than 25 dB suppression of the Third-order Intermodulation Distortion (IMD3) is achieved by adjusting the wavelength and optical power of the laser. Besides , the output of the MZM is then sent to the photodetector via a single fiber, which simplifies the system complexity for distribution of RF signals over long distances .     

新型密集波分解复用器的实验研究

为了易于实现解复用波长数目和间隔上的升级,设计了一种新型16波长/100GHz间隔密集波分解复用器.该器件由100GHz光梳状滤波器和200GHz介质膜滤波器构成:利用光梳状滤波器的并行输出来扩展解复用信道之间的间隔,通过介质膜滤波器的串联来实现不同波长的解复用.实验研究表明,该器件具有良好的性能,能够满足系统升级的需要.     

双波长光学相干层析成像

组建了具有980nm和1300nm两个波长光源的光学相干层析(OCT)成像系统。利用此系统,分别在两个波长、不同光源功率下,对新鲜猪肉组织进行OCT成像。比较了同一波长、不同功率和不同波长、同一功率下的OCT图像,并比较了同一波长、不同功率和不同波长、同一功率下OCT信号强度随深度变化的曲线。对曲线进行线性拟合,分析了两个波长下生物组织散射系数的变化规律。发现提高光源功率会使探测深度有限提高,而探测深度会随波长增大而增加,并分析了波长变化对OCT系统各参数的影响和进行对比的图像产生差异的原因。     

Differential absorption optical coherence tomography with strong absorption contrast agents of gold nanorods

Plasmon-resonant gold nanorods (GNRs) are demonstrated as strong absorption contrast agents for optical coherence tomography (OCT). OCT imaging of tissue phantoms doped with GNRs of different resonant wavelengths and concentrations is studied. To utilize the high absorption property of GNRs, a differential absorp-tion OCT imaging is introduced to retrieve the absorption information of GNRs from conventional backscattered signals. It is shown that the contrast of the OCT image can be enhanced significantly when the plasmon resonant wavelength of the GNRs matches the central wavelength of the OCT source.     

一种新的二维光正交码及其性能分析

以光正交码(OOC)作为时间扩频序列,以单重合序列(OCS)作为波长跳频序列,构造了一种新的二维光正交码,即光正交码/单重合序列。与其他二维光正交码相比,光正交码/单重合序列的波长数并不局限于素数或素数幂,可以是任意整数,不仅构造灵活,而且可充分利用多波长光码分多址(MW OCDMA)系统的有效波长数。分析了光正交码/单重合序列码字的自相关和互相关性能,并得到了其互相关均值的具体表达式。最后,针对多波长光码分多址不同的系统参数,对不同参数的光正交码/单重合序列码字性能进行了分析和讨论:1)给定单重合序列参数和光正交码的码重,增加码长将降低光码分多址系统误码率;2)给定光正交码的参数和单重合序列的码长,增加波长数将降低光码分多址系统误码率。     

基于三频光外差法产生毫米波的研究

将三频光外差法运用到光纤无线系统(Radio-over-Fiber)中,研究了一种采用三频光外差法产生毫米波的RoF系统.在中心站产生三路不同波长的窄线宽光波,其中两路光波分别由光调制器调制上数据信号,另外一路作为本振光.经光纤传输后,再通过基站光探测器的探测混频产生两个不同频率的毫米波信号.结果表明,采用三束波长为1549.68nm、1549.52nm和1550nm的光波可产生两路分别携带10Gb/s下行基带数字信号的频率为40GHz和60GHz的毫米波,并实现基带信号在单模光纤中 20□的传输.     

Reconfigurable Add–Drop Optical Filter Based on Arrays of Digital Micromirrors

We demonstrate a universal reconfigurable add-drop optical filter based on arrays of digital micromirrors. Our approach allows for reconfiguration of the device parameters for operation in different sets of channel wavelengths, even or uneven channel-to-channel separation, adjustable channel passband, and dynamic add-drop of optical signals. The proposed device shows insertion loss at the center wavelength in the all-pass configuration of 7.6 dB, extinction ratio of 35 dB, channel isolation better than 24dB, negligible loss ripple, and possibility of reconfiguration time in the order of microseconds. Although designed for demonstration on optical telecommunication frequencies, the high-flexibility features of the proposed add-drop filter allow it to be used for other optical wavelength-based filtering/switching applications.     

多波长相干光注入锁定的波长跟踪自动化控制

本文基于全网光同步的超密集波分复用无源光网络(ultra-dense wavelength division multiplexing passive optical network, UDWDM-PON),对多波长注入锁定的稳定性进行了研究,提出了一种波长跟踪控制方法：用光电探测器(photo-diode, PD)接收从激光器(slave laser diode, SLD)的光信号并进行滤波与检波处理,所得信号用于建立SLD参数分布模型并进行线性扫描控制。该方法经基于LabVIEW程序控制与数据采集(data acquisition, DAQ)的仪器实验验证后,对相关驱动电路进行了模块化改良,采用基于微控制单元(microcontroller unit, MCU)的控制,使得该控制模块具有更高控制精度、更易封装的特点,从而能更好应用于多波长光的多路注入锁定当中。本文采用主动锁模激光器(mode-locked laser, MLL)作为多波长光源,对双路SLD的注入锁定进行了验证与对照实验,结果表明：在相同注入条件下,采用波长跟踪控制模块的注入锁定组具有更佳的稳定性。