国防科技大学信息通信学院，湖北 武汉 430035
研究了里德伯原子系统采用直接解调法对微波调幅信号进行解调时的工作点与基带信号非线性失真之间的关系。首先，利用里德伯原子的电极化率理论表达式，得到在耦合光、探测光和微波的频率均为零失谐条件下，里德伯原子系统对微波调幅信号的解调模型；然后，计算探测光透射率对微波拉比频率的一阶导数和二阶导数，并利用二阶导数为0这一条件，得到里德伯原子汽室的非线性失真最小的点，即最佳线性工作点；最后，采用总谐波失真（THD）来分别研究里德伯原子汽室的静态工作点、基带信号的幅度与解调所引起的非线性失真之间的关系。仿真结果表明，对于里德伯原子133Cs（采用能级6S1/2、6P3/2、47D5/2、48P3/2），当耦合光拉比频率为2π×2.7 MHz，并且调幅微波基带信号的电场强度幅值为1 mV/m时，工作在最佳线性工作点附近的原子汽室所引入的THD可低至-95.4984 dB。
原子与分子物理学 里德伯态 极化率 拉比频率 透射率 总谐波失真 光学学报
2023, 43(22): 2202001
国防科技大学 信息通信学院，湖北 武汉 430033
里德堡原子是一种高激发态的原子，具有较大电偶极矩，相邻能级差可覆盖DC~THz的超宽频谱范围，因而可以实现电磁场高灵敏、超宽带的传感接收。基于里德堡原子的无线电光学测量是通过碱金属原子在探测光和控制光等两束激光的精确调控下转变为里德堡原子，并使探测光透射光谱产生电磁诱导透明效应，进而在输入的无线电信号的作用下，使其透明光谱发生Autler-Townes (AT)劈裂，完成无线电信号到光学信号的转化，从而实现无线电信号频率、幅度、相位等信息的提取，具有直接解调、无需校准、抗电磁毁伤等特点。近年来，该技术在电场计量、电磁频谱侦测、通信、雷达等电子信息技术领域引起人们的强烈关注。该技术的关键在于如何从原子系统输出光谱中快速准确地提取出无线电信号的信息。针对静态无线电信号、动态无线电信号、单频无线电信号、多频无线电信号等不同类型的无线电信号，对应的信息提取和光谱处理方式也不同。依据不同类型的无线电信号，对基于里德堡原子的无线电光学测量及其光谱处理技术进行分类，并综述其原理、技术特点及国内外研究进展，最后结合该技术特点及其应用前景，对未来发展趋势作了展望。
里德堡原子 电磁诱导透明 无线电 光学测量 光谱处理 Rydberg atoms electromagnetically induced transparency radio optical measurement spectrum processing 红外与激光工程
2023, 52(6): 20230264
1 国防科技大学信息通信学院, 陕西 西安 710100
2 西安邮电大学计算机学院, 陕西 西安 710121
3 重庆交通大学建筑与城市规划学院, 重庆 400074
为了解决光纤布拉格光栅制作中波长控制的问题，提高已有方案的精度，提出了一种基于相位掩模法刻写布拉格光栅过程中拉力调节和紫外光补偿的光栅刻写波长两步控制法。在光纤两端悬挂砝码调节其所受拉力，使刻写光栅的中心波长略小于目标波长。使用功率均匀的紫外光对光栅整体进行照射，补偿光栅中心波长到目标波长的差距。该方案控制下，光栅中心波长控制误差在±5 pm以内，且对原平台改造小，不会破坏刻栅平台稳定性。实验证明1 cm长的切趾布拉格光栅反射率可达到30 dB以上。相比已有的应力控制方法，该方法具有控制精度高、平台改动小、系统稳定性好的优点。
光纤光学 光纤布拉格光栅 中心波长控制 拉力调节 紫外光补偿 相位掩模法 激光与光电子学进展
2017, 54(7): 070604
西安通信学院光纤通信实验室, 陕西 西安 710106
大数据云计算时代，光网络面临的挑战越来越突出，面向云计算的下一代光网络技术受到越来越多的关注。以光网络对云计算的支撑问题为切入点，得出了面向云计算的光网络所面临的最大挑战为光网络资源和IT 资源按用户需求进行一体高效调度的问题。在解决对策方面，主要从光交换和传输技术、光网络路由技术、新一代光网络管控架构的设计和光网络虚拟化技术等方面，介绍了国内外最新研究进展。最后分析了面向云计算的下一代光网络技术的未来发展方向。
光通信 云计算 光网络管控架构 光网络虚拟化 激光与光电子学进展
2015, 52(7): 070003
1 西安通信学院 光通信实验室, 西安 710106
2 新疆军区 联勤部指挥自动化工作站, 乌鲁木齐 830002
针对无源光网络(PON)的传统监测方案存在的成本高、系统复杂, 以及无法实现在线监测等问题, 提出了一种改进的基于调频连续波的PON网络监测方案。采用VIP和Matlab协同仿真, 研究了该方案对业务通信性能的影响, 结果表明: 调频连续波频率变化基本对下行业务信号无影响, 调制指数越高对下行业务信号的影响越大, 如果调制指数控制在0.05以内, 则可忽略其对下行业务信号的影响。
无源光网络 监测方案 调频连续波 通信性能 passive optical network monitoring scheme frequency-modulated continuous wave communication performance
1 西安通信学院 光通信实验室, 西安 710106
2 郑州大学, 郑州 450001
分析了光网络中大功率信号引起的带内串扰攻击, 攻击信号功率和光开光串扰系数是带内串扰攻击对用户信号质量产生破坏影响的主要因素。在VPI仿真软件中搭建实验系统, 以误码率为评价指标, 定量研究了带内串扰攻击对用户信号质量的影响及其攻击传播能力。结果表明, 当光开关串扰系数为-20dB、初始攻击信号功率高于用户信号功率20dB以上时, 在OXC1处, 经过第一级和第二级光开关的用户信号会受到攻击影响, 经过第三级光开关的用户信号几乎不受攻击影响。带内串扰攻击具有一定的攻击传播能力, 当初始攻击信号功率高于用户信号功率27dB、光开光串扰系数为-20dB时, 初始攻击信号的攻击能力可传播至OXC3, 同时, 二阶攻击信号基本不具备攻击传播能力。
光网络 大功率信号 带内串扰攻击 光开关串扰系数 optical networks high power signal intra-channel-crosstalk attack crosstalk coefficient of optical switch
中国人民解放军西安通信学院光纤通信实验室, 陕西 西安 710106
大数据云计算时代，联合光网络资源和数据中心资源的虚拟基础设施规划是解决光网络所面临挑战的最佳方法。建立了带波长转换能力和不带波长转换能力的两种虚拟基础设施规划的整数线性规划模型。采用动态业务请求，以最小联合能耗和最小网络资源使用率为目标函数，仿真比较了两种整数线性规划模型的能耗和阻塞率性能。结果表明，在轻负载情况下，最小联合能耗具有较低的能耗；在重负载情况下，最小网络资源使用率具有较低的能耗；而最小网络资源使用率始终具有较低的阻塞率。
光通信 光网络 虚拟基础设施规划 能耗 阻塞率 激光与光电子学进展
2015, 52(5): 050604
西安通信学院光纤通信实验室, 陕西 西安 710106
近年来光网络朝着高速率、大带宽的方向迅猛发展，承载着大量的信息传输任务，其安全问题受到越来越多的关注，其中，大功率信号对光网络的影响及防护技术成为光网络安全领域的最新研究热点之一。介绍了光网络中大功率信号引起的增益竞争攻击、带间串扰攻击和带内串扰攻击，分析了大功率信号引起的攻击效应对光网络中用户信号质量的攻击影响。从攻击检测和定位技术、安全路由防护技术等方面总结了针对大功率信号攻击效应的光网络安全防护技术。
光通信 大功率信号 增益竞争攻击 带间串扰攻击 带内串扰攻击 防护技术 激光与光电子学进展
2014, 51(10): 100003
1 西安通信学院 光通信实验室, 西安 710106
2 郑州大学, 郑州 450001
分析了光网络中带内串扰攻击的攻击源特点, 提出了一种基于双参数比较的分布式多点带内串扰攻击定位算法, 该算法通过同时比较节点本身检测到的光信噪比参数和信号功率参数以及直接上游节点检测到的对应参数来判断攻击源的位置。仿真结果表明, 该算法能够实现对多点攻击情况下攻击源的快速准确定位。
带内串扰攻击 光信噪比 信号功率 定位算法 intra-channel crosstalk attack optical signal noise ratio signal power localization algorithm
1 西安通信学院光纤通信教研室, 陕西 西安 710106
2 西安通信学院指挥所信息系统教研室, 陕西 西安 710106
理论分析了光网络中大功率带间串扰攻击的产生机理，得出了攻击信号功率和光纤非线性折射率系数是大功率带间串扰攻击对用户信号质量产生破坏影响的主要因素。在VPI 中搭建仿真实验系统，以误码率为信号质量评价指标，研究了大功率带间串扰攻击对用户信号质量的攻击影响及其攻击传播能力。结果表明，大功率带间串扰攻击会造成和攻击信号使用同一条光纤进行传输的用户信号质量劣化。攻击信号功率越高，信道间隔距攻击信号越近，光纤非线性折射率系数越大，用户信号受攻击影响越严重。大功率带间串扰攻击具有一定的攻击传播能力，当攻击信号功率高于用户信号功率27 dB 时，攻击信号的攻击影响可传播至第四个光交叉连接器。
光纤光学 光网络 大功率带间串扰攻击 攻击信号功率 光纤非线性 激光与光电子学进展
2014, 51(8): 080607
