作者单位
摘要
天津大学电气自动化与信息工程学院,天津 300072
提出一种基于注入锁定本地激光器和光相位补偿的相干解调方案。通过注入锁定恢复本振光(LO),利用零差相干检测的方式对信号光进行解调,使用比例-积分-微分(PID)算法控制压电陶瓷(PZT)补偿光相位,使光相位差波动不超过±4.8°。实现了超密集波分复用无源光网络(UDWDM-PON)系统双用户400 Mbit/s伪随机二进制序列(PRBS)的调制、传输和解调,并进行了误码率(BER)测试。
相干解调 UDWDM-PON 注入锁定 PID控制 光相位补偿 
激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0506006
Author Affiliations
Abstract
School of Electrical and Information Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
In this Letter, we propose a simple structure of an orthogonal type double Michelson interferometer. The orthogonal detection method overcomes the problems of uneven ranging sensitivity and the inability of traditional interferometers to determine the displacement direction. The displacement measurement principle and signal processing method of the orthogonal double interferometer are studied. Unlike the arctangent algorithm, the displacement analysis uses the arc cosine algorithm, avoiding any pole limit in the distance analysis process. The minimum step size of the final experimental displacement system is 5 nm, which exhibits good repeatability, and the average error is less than 0.12 nm.
orthogonal detection nanoscale displacement measurement laser interferometer 
Chinese Optics Letters
2023, 21(10): 101201
作者单位
摘要
1 天津大学 精密仪器与光电子工程学院,天津 300072
2 天津大学 电气自动化与信息工程学院,天津 300072
3 贵州大学 物理学院,贵州 贵阳 550025
光学频率梳在光通信、光谱学等领域有广泛的应用。平坦度是光学频率梳重要的性能指标。使用级联相位调制器和强度调制器产生光学频率梳的方法,是让叠加的谐波驱动调制器,通过调节驱动电信号的幅度和相位以及强度调制器的偏置电压,可以实现平坦度好的光学频率梳。首先,建立光学频率梳的优化问题模型,通过差分进化算法得到上述各个参数,并得到在不同叠加微波驱动信号下的平坦光学频率梳。其次,固定某一微波驱动信号的相位,在同一优化问题下使用同样方法得到微波驱动信号的其他参数,并分析生成的平坦光学频率梳性能。最后,搭建实验系统,根据仿真得到的优化参数确定实验参数,并得到相应的光学频率梳。研究表明,当采用基频和三次谐波驱动相位调制器、采用四次谐波驱动强度调制器时,可以产生13根谱线的光学频率梳,仿真和实验时的平坦度分别为0.27 dB和0.83 dB。当采用基频、三次谐波和五次谐波同时驱动相位调制器和强度调制器时,可以产生19根谱线的光学频率梳,仿真显示其平坦度为0.56 dB。以上仿真和实验结果证明了所提方法的可行性和鲁棒性。
光学频率梳 相位调制器 强度调制器 叠加谐波 optical frequency comb phase modulator intensity modulator combined harmonics 
红外与激光工程
2023, 52(5): 20220756
作者单位
摘要
1 天津大学电气自动化与信息工程学院,天津 300072
2 贵州大学物理学院,贵州 贵阳 550025
传统的光束偏转技术由机械装置实现,然而机械装置具有机械惯性,会导致光束抖动。基于液晶空间光调制器(LCSLM)的新型光束偏转技术不仅能够克服机械惯性的缺陷,而且能够实现单光束输入、多光束输出,无需使用多个装置即可同时控制多光束偏转。为了实现多目标的光束跟瞄,本团队提出了一种基于多光束生成方法的多目标同步跟踪和瞄准方案,该方案将相机作为位置探测器,并使用LCSLM偏转光束对目标进行跟瞄。此外,本团队设计并搭建了双目标的同步光束跟踪和瞄准实验系统,当目标分别以2、3、4、5 mm/s的速度移动时,光束跟瞄的测量均方根误差分别为2.7045、5.6014、8.3823、11.9011 μrad。此双目标跟瞄系统有望应用于激光通信网络的双光束跟踪中。
光学器件 空间光调制器 衍射光栅 相位调制 多光束生成 运动估计 目标跟踪 
中国激光
2023, 50(5): 0505001
作者单位
摘要
天津大学电气自动化与信息工程学院光纤通信实验室,天津 300072
提出了一种利用微波主动锁模的光电振荡器产生微波频率梳的方案,该方案采用传统的光电振荡器(OEO)作为振荡器,利用混频器从外部加入微波调制信号,形成对光电振荡器振荡模式的模式锁定,从而实现微波主动锁模,此时振荡器就产生了一系列频率间隔相等的频率梳。在腔长为1 km时,实验得到了频率间隔为201.2 kHz的微波频率梳信号,其一阶边带相位噪声小于-97.2 dBc/Hz@1 kHz和-116.721 dBc/Hz@10 kHz,单个频率的线宽约为10 Hz。与传统的微波频率梳产生方式相比,该方案的相位噪声指标有很大提高,并且通过改变OEO腔长以及调制信号频率,实现了高次谐波锁模,得到了从100 kHz到6 MHz的不同信号间隔的微波频率梳信号。
激光器 微波锁模 光电振荡器 微波频率梳 微波光子学 
激光与光电子学进展
2022, 59(5): 0514002
Author Affiliations
Abstract
School of Electrical and Information Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
We propose a concept of wavelength synchronization to ensure the stability of ultra-dense channels in an ultra-dense wavelength division multiplexing passive optical network (UDWDM-PON) transmitter. A mode-locked laser is used to provide wavelength references for users. By injection locking the semiconductor laser, the separation of the wavelength reference is realized in an optical line terminal. The downlink and uplink wavelength references are interlaced and distributed to facilitate the synchronization of uplink carriers. In the optical network unit, the uplink optical carriers are filtered by injection locking semiconductor lasers, which achieve wavelength synchronization for the uplink users. In this Letter, an adaptive wavelength synchronization transmitter for UDWDM-PON is realized with a channel spacing of 5 GHz.
optical access network injection locking UDWDM-PON wavelength synchronization 
Chinese Optics Letters
2021, 19(1): 010602
作者单位
摘要
天津大学电气自动化与信息工程学院, 天津 300072
提出了一种基于光电振荡器结合电选频腔产生线性调频信号的方案,其中电选频腔由电放大器、电衰减器和移相器组成。通过调节电选频腔中移相器的偏置电压,利用光电振荡器输出信号与电选频腔输出信号间的频率牵引效应,能够产生中心频率为8.3 GHz的线性调频信号,频率变化范围约为550 MHz,调谐率约为5.5 MHz/μs,时间带宽积为5.5×10 4(带宽550 MHz,持续时间100 μs),其相位噪声由光电振荡器的相位噪声决定,其频率变化范围由移相器的偏置电压范围决定。与已有方法相比,该方案的系统结构较为简单,产生的线性调频信号具有较高的频谱纯度,相位噪声低至-116 dBc/Hz@10 kHz。
光学器件 线性调频信号 光电振荡器 电注入锁定 频率牵引效应 
激光与光电子学进展
2020, 57(3): 032301
作者单位
摘要
天津大学电气自动化与信息工程学院, 天津 300072
提出一种基于注入锁定技术增强高次谐波的任意波形产生方案。通过注入锁定技术放大并增强高次和偶次谐波,将获得的高次谐波和非线性调制产生的第一和第三次谐波进行时域叠加,可合成高阶的三角波、矩形波。将注入锁定增强的偶次谐波和非线性调制产生的第一和第三次谐波进行时域叠加可合成高阶锯齿波和反锯齿波。通过实验,本文成功产生了频率为5 GHz的五阶三角波、五阶矩形波、三阶锯齿波和三阶反锯齿波。理论与实验结果表明:五阶三角波与矩形波的方均根误差比同时产生的三阶相同波形提升了10%~37%;可以通过增加注入锁定的支路数来获得更高阶近似的波形。
非线性光学 非线性调制 注入锁定 任意波形产生 高阶近似 
光学学报
2020, 40(4): 0419001
作者单位
摘要
天津大学电气自动化与信息工程学院, 天津 300072
提出一种利用饱和增益半导体光放大器(SOA)自增益调制效应抑制光电振荡器(OEO)相位噪声的方案。此方案将SOA置于光电振荡环路中,通过调节光衰减器及SOA的驱动电流使SOA工作在饱和增益状态,利用自增益调制效应抑制调制光信号的部分幅度噪声,提高环路的噪信比,从而降低产生微波信号的相位噪声。对OEO相位噪声的组成及SOA抑制幅度噪声的原理进行理论分析和实验验证,实验结果表明:在腔长为5 km的单环结构OEO中加入饱和工作状态的SOA,在0.1 kHz下产生的10 GHz微波信号近端相位噪声为-84.5 dBc/Hz,在1 kHz 下产生的相位噪声为-113.9 dBc/Hz,与未加入SOA的结构相比,相位噪声优化了3 dB,实验结果与理论分析基本一致。
光学器件 光电振荡器 半导体光放大器 相位噪声 饱和增益效应 
光学学报
2019, 39(12): 1223007
作者单位
摘要
天津大学电气自动化与信息工程学院光纤通信实验室, 天津 300072
将调制频率为1 GHz的正弦波光信号的高阶谐波分量注入直调激光器,信号的光场强度和载流子浓度相互作用形成光电流,光电流经过直调激光器的射频(RF)端口形成微波倍频信号。实验通过检测RF端口的倍频信号功率变化,反馈控制直调激光器的波长,完成直调激光器的自动锁定,产生无光电探测器的10 GHz、12 GHz微波倍频信号。对比无自动锁定回路的注入锁定方案,自动锁定产生的微波倍频信号更稳定,其功率波动在10 min内稳定在2 dB,10 kHz处的相位噪声恶化程度控制在2.2 dB。微波倍频信号的最高倍频数取决于直调激光器的最高调制速率。
光通信 倍频 注入锁定 半导体激光器 光电检测 
激光与光电子学进展
2019, 56(4): 040601

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