Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of EMW Information (MoE), Fudan University, Shanghai 200433, China
2 Department of Communication Science and Engineering, Shanghai ERC of LEO Satellite Communication and Applications, Shanghai CIC of LEO Satellite Communication Technology, Fudan University, Shanghai 200433, China
3 Department of Electronic Engineering, Jinan University, Guangzhou 510632, China
4 School of Information and Electronics, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China
Increasing bandwidth requirements have posed significant challenges for traditional access networks. It is difficult for intensity modulation/direct detection to meet the power budget and flexibility requirements of the next-generation passive optical network (PON) at 100G and beyond considering the new requirements. This is driving researchers to develop novel optical access technologies. Low-cost, wide-coverage, and high-flexibility coherent PON is emerging as a strong contender in the competition. In this article, we will review technologies that reduce the complexity of coherent PON (CPON), enabling it to meet the commercial requirements. Also, advanced algorithms and architectures that can enhance system coverage and flexibility are also discussed.
access network coherent optics flexible data rate low complexity wide dynamic range Chinese Optics Letters
2024, 22(4): 040604
光通信研究
2024, 50(1): 23014301
清华大学材料学院, 新型陶瓷与精细工艺国家重点实验室, 北京 100084
太赫兹(THz)技术因其在高速无线通信、无损成像、光谱检测等领域的应用价值而备受关注, 然而能高效调制太赫兹波的材料仍亟需开发。由周期性亚波长结构组成的超材料可精确地调控电磁波的振幅、相位和偏振, 为设计超紧凑和高性能太赫兹器件提供了新的机遇。太赫兹超材料可通过改变谐振模态进而调控太赫兹波, 但米氏共振等常用模态由于较低的谐振强度导致调控效率有限。Fano谐振具有更强的谐振强度, 且对外界介电环境十分敏感, 可极大提高太赫兹波的调控效率和灵敏度。基于泵浦光激发高阻硅中非平衡载流子的机制, 设计并实验验证了一种高效光调控的全介质太赫兹Fano超材料。结果表明: 通过近红外激光泵浦控制高阻硅的电导率, 可以实现Fano谐振强度的有效调控, 调制率可达到87%, 比同一结构上Mie式电偶极谐振的调制效率提高了70%, 实现了对太赫兹波的高效调控。制备方法简单、调制效果明显, 可通过改变超材料样品尺寸灵活设计工作频段, 为太赫兹波段的高性能调控器件提供了一种可行的设计思路和方法。
太赫兹 光调控 全介质 Fano超材料 terahertz optical modulation all-dielectric Fano metamaterials
1 北京空间机电研究所, 北京 100094
2 先进光学遥感技术北京市重点实验室, 北京 100094
为满足气象水文、天文观测等领域对短波红外遥感器高精度探测需求, 近年来对短波红外探测定量化应用的需求越来越高。本文针对高轨面阵短波红外遥感器在轨各种因素引起的非均匀性变化情况, 基于面源黑体定标结合恒星定标的在轨绝对辐射定标设计方案, 结合某遥感器任务研制过程的具体实际, 分析了定标精度主要影响因素及优化措施, 包括星上定标方案优化、星上黑体温度控制优化、恒星提取算法优化等。通过实验室测试对在轨辐射定标方法进行了验证, 并对在轨绝对辐射定标不确定度进行预估, 评估结果表明定标不确定度能够满足应用要求。
短波红外遥感器 在轨辐射定标 黑体 恒星定标 short-wave infrared remote sensing system, in-orbi
1 中国国检测试控股集团股有限公司, 国家耐火材料产品质量检验检测中心(北京), 北京 100024
2 北京通达耐火工程技术有限公司, 北京 100085
3 北京国建联信认证中心有限公司, 北京 100037
本文以熔铸耐火材料为研究对象进行抗盖板玻璃熔体侵蚀试验, 采用化学分析、岩相分析和电子显微镜能谱分析等测试分析方法, 对比研究钠钙玻璃熔体、高铝玻璃熔体和锂铝玻璃熔体对熔铸耐火材料的侵蚀行为。结果表明, 玻璃熔体中的碱金属离子向耐火材料中的玻璃相扩散, 导致玻璃相黏度降低, 同时耐火材料中刚玉相溶解, 斜锆石分散, 主体结构遭到破坏, 并形成界面层。界面层内存在富铝含锆的玻璃相, 由于高铝玻璃和锂铝玻璃氧化铝含量高, 表面张力大, 界面层内的玻璃相聚集在试样周围且扩散慢, 从而阻止了侵蚀的发展。玻璃熔体的侵蚀速率为钠钙玻璃熔体＞高铝玻璃熔体＞锂铝玻璃熔体。
钠钙玻璃 高铝玻璃 锂铝玻璃 熔铸耐火材料 抗侵蚀性能 扩散 微观形貌 soda-lime glass high aluminum glass lithium aluminum glass fused-cast refractory material corrosion resistance diffusion microstructure
光子学报
2022, 51(12): 1211003
1 北京空间机电研究所，北京 100094
2 先进光学遥感技术北京市重点实验室，北京 100094
3 航天东方红卫星有限公司，北京 100094
针对遥感器真空低温测试需求，设计并搭建了一套能够在低温真空环境中稳定工作的红外目标背景模拟器，模拟器主要由冷光阑、真空低温面源黑体、三维电移台三部分组成，冷光阑模拟探测背景，冷光阑上分布微孔用于模拟探测点目标。通过有效控制目标模拟器与背景模拟器间的隔热、控温以及背景模拟器与待测遥感器之间的隔热，实现稳定测试。另外，将仿真优化与实践经验相结合，通过仿真计算去除模拟器冷光阑板厚度、目标相位、平行光管等的影响，有效降低系统测量不确定度。文中的仿真分析方法和验证情况对于红外遥感器点目标探测信噪比检测试验具有参考意义。
探测信噪比 光学遥感器 红外目标背景模拟器 平行光管 detection signal-to-noise ratio optical remote sensor infrared target background simulator collimator 红外与激光工程
2022, 51(8): 20210929
暨南大学信息科学技术学院，广东 广州 510632
为了提高水下光无线通信（UOWC）的频谱效率和功率效率，提出了一种基于多层非对称剪裁光正交频分复用（Layered-ACO-OFDM）的UOWC系统。该系统通过对子载波分层调制的方法，充分利用了传统非对称剪裁光正交频分复用（ACO-OFDM）中损失的频谱资源，极大地提高了光无线通信系统的频谱效率。此外，Layered-ACO-OFDM系统不需要加入直流偏置，故功率效率也得到了大大提升。考虑了可见光在海水中传输过程中的吸收和散射效应，建立了基于蒙特卡罗方法的UOWC信道模型，并较为全面地研究了海水中不同叶绿素浓度和不同接收机参数下的信道响应。结果表明，与传统ACO-OFDM相比，基于Layered-ACO-OFDM的UOWC系统具有频谱效率高的优势。同时，当信噪比为27 dB时，在清澈海水中其可以实现10 m距离下1 Gb/s的高速率通信。
激光与光电子学进展
2021, 58(21): 2106005
1 电子科技大学资源与环境学院, 四川成都 611731
2 中国空空弹研究院, 河南洛阳 471009
3 中国人民解放军 93307部队, 辽宁沈阳 110000
红外辐射特性是红外探测系统进行目标识别的主要依据。基于辐射传输原理, 面向临近空间对地探测目标与背景的红外特性进行研究。利用全球大气廓线反映全球大气状况先验知识, 设计了一套临近空间对地探测红外特性研究的辐射传输仿真方案。利用 MODTRAN模型进行仿真, 量化临近空间对地探测目标与背景的红外特性差异, 分析传感器最优透过率波段以及红外辐射特性的影响因素。结果表明, 大气透过率以及目标与背景的红外辐射差异随着临近空间传感器高度的增加而减小, 且与大气状况密切相关; 得出了传感器在 3～14 .m范围内的最优透过率波段; 季节、大气能见度与传感器观测角度对目标与背景的亮温差异造成的影响不可忽略。
临近空间 红外辐射特性 目标与背景 大气透过率 对地探测 near space, infrared radiation characteristics, ta
Author Affiliations
Abstract
1 School of Electronics and Information Technology, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510006, China
2 Department of Electronic Engineering, College of Information Science and Technology, Jinan University, Guangzhou 510632, China
This paper firstly, to the best of our knowledge, proposed two-dimensional (2D) encryption based on the Arnold transformation for implementing a secure DC-biased optical orthogonal time-frequency multiplexing (DCO-OTFM) in optical-wireless communications (OWCs). The encrypted data is transformed to the particular 2D matrix and decrypted by the only key to get the correct information. Meanwhile, the number of keys in 2D encryption is enormous, which prevents eavesdroppers from exhaustively searching secret keys rapidly to find the right decryption. Numerical results demonstrate that the secure DCO-OTFM based on 2D encryption can effectively prevent signal decryption from the eavesdropper, which has good secure performance for applying in OWC.
orthogonal time-frequency multiplexing two-dimensional encryption physical layer security optical-wireless communications Chinese Optics Letters
2021, 19(5): 050603
