1 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西 西安 710119
2 中国科学院大学 未来技术学院, 北京 100049
3 国防科技大学 信息通信学院, 陕西 西安 710106
围绕空间激光通信网络中高速数据多跳传输应用需求，针对相位调制激光链路经过空间长距离传输后信号质量劣化的问题，研究了基于相位敏感四波混频参量效应实现二进制相位调制高速激光信号的全光相位再生技术。利用Matlab软件数值分析了全光相位再生系统的影响因素，并基于OptiSystem仿真平台搭建了全光相位再生系统。结合高轨-地面站空间激光通信系统链路预算，对速率为10 Gbit/s的DPSK信号光经背靠背、相位噪声劣化以及劣化后全光相位再生处理三种传输场景进了对比分析。模拟仿真结果与数值分析结果均表明，与劣化后未经再生处理的系统相比，全光相位再生处理后的系统误码率平均优化4个数量级，信噪比提升约3 dB，表明该空间激光通信全光相位再生技术可实现相位调制信号的全光相位再生，能够有效提升空间相干激光通信系统的性能，可以应用于空间高速激光通信网络中继节点处的全光数据中继等方向。
空间激光通信 全光再生 非线性光学 相位敏感放大 四波混频 free-space optical communication all-optical regeneration nonlinear optics phase sensitive amplification four-wave mixing 红外与激光工程
2019, 48(9): 0918003
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Optical Fiber Sensing and Communications, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 611731, China
2 School of Electronics and Information Technology, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China
3 Xi’an Institute of Optics and Precision Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Xi’an 710075, China
We propose the modified Kalman filter (MKF) using the received signal for observation and constructing an inverse process of the conventional Kalman filter (CKF) for polarization de-multiplexing in coherent optical (CO) orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) transmissions. The MKF can avoid the convergence error problem in CKF without matrix inverse operation and has a faster converging speed and a much larger tolerance to the process and measurement noise covariance, about two orders of magnitude more than those of CKF. We experimentally demonstrate the 12 Gbaud OFDM signal transmission over 480 km standard single-mode fiber. The performance of MKF and CKF outperforms pilot-aided polarization de-multiplexing with better accuracy and nonlinearity tolerance.
060.2330 Fiber optics communications Chinese Optics Letters
2019, 17(3): 030603
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 10049
3 西安交通大学理学院, 陕西 西安 710049
实验验证了一种结构简单的10 Gbit/s非归零信号(NRZ)通过高非线性光子晶体光纤（PCF）的四波混频（FWM）效应实现了单抽运偏振不敏感和宽范围可调谐全光波长转换。利用50 m光子晶体光纤较高的双折射效应，固定抽运光的偏振态与高非线性光子晶体光纤的双折射轴成45°夹角入射，信号光与抽运光在光子晶体光纤中进行四波混频时，其变换效率对信号光偏振态的随机变化不敏感，闲频光输出功率几乎保持不变。实验结果表明，所搭建的全光波长变换器在28 nm变换范围内，闲频光偏振敏感度低于1 dB，随着10 Gbit/s的信号光偏振态的变化，波长变换效率优于-13 dB的偏振不敏感全光波长变换器，闲频光信号Q因子大于7。
光纤光学 波长变换 偏振不敏感 光子晶体光纤 四波混频 中国激光
2015, 42(s1): s105002
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室， 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学， 北京 100049
实验验证了一种结构简单、变换效率高的可调谐偏振不敏感全光波长变换器。光子晶体光纤由于其特殊的纤芯结构，能够保有较高的双折射效应。通过调节抽运光的偏振态,使之与光子晶体光纤的双折射轴成45°夹角入射,则此时信号光与抽运光在光子晶体光纤中进行简并四波混频过程时，其变换效率对信号光偏振态的随机变化不敏感,闲频光输出功率几乎保持不变。实验结果表明,所搭建的全光波长变换器在25 nm变换范围内,闲频光偏振敏感度低于0.6 dB,变换效率优于-15 dB(峰值可达-7.6 dB), 输出闲频光的光信噪比优于40 dB，长时间工作性能稳定，可实现开机自启动，是一种实用性强的偏振不敏感全光波长变换器。
非线性光学 波长变换器 四波混频 光子晶体光纤
