1 武汉光迅科技股份有限公司，武汉 430205
2 光通信技术和网络全国重点实验室，武汉 430074
3 武汉邮电科学研究院有限公司，武汉 430074
4 中国移动通信有限公司，北京 100033
【目的】针对分布式光纤传感系统单跨传感距离受限问题，文章提出了基于远程泵浦光放大器（ROPA）遥泵技术的相位敏感光时域反射仪（φOTDR）分布式光纤传感系统。
【方法】采用偏振分集接收技术，获取彼此正交的偏振信号以解决偏振失配问题，分频带处理后抑制相干衰落与偏振衰落。应用高阶拉曼泵浦技术与级联遥泵放大技术，3个远程增益单元选取合适的增益介质长度，引入传输链路中适当位置，耦合远程泵浦单元发送的泵浦光与信号光使铒离子得到激励，实现信号光的无中继放大，解决了现有φOTDR单跨距传感距离不足的问题。
【结果】实验结果表明，采用同相正交（IQ）解调算法，压电换能器（PZT）加扰的100 Hz扰动信号可实现线性还原。
【结论】结果表明，文章所提系统可实现176.6 km超长单跨距振动信号传感，打破了现有φOTDR单跨距传感距离记录。前176 km振动曲线平稳且振幅低于0.4 rad，三维（3D）瀑布图中无扰动位置相对平稳，链路末端PZT加扰的扰动信号可准确感知。经快速傅里叶变换（FFT）处理后，100 Hz扰动信号的信噪比为8.9 dB。实验结果对于搭建超长跨距φOTDR传感系统提供了一定参考价值，对φOTDR系统的无中继超长距离传感发展具有一定意义。
分布式光纤传感技术 相位敏感光时域反射仪 远程泵浦光放大器 distributed optical fiber sensor technology φOTDR ROPA 光通信研究
2024, 50(2): 22007601
中国电子科技集团有限公司第三十六研究所, 浙江嘉兴 314033
为使高频高速大功率收发(T/R)组件在复杂电磁环境下可靠稳定工作, 本文对组件的开关控制、组件电源与地、组件布局与屏蔽等进行分析, 提出了注意要点, 并给出了设计方法。在 T/R组件开关控制设计中, 通过一对延迟与共轭延迟电路保证收发时间长于驱动开关时间, 解决共模干扰问题; 通过脉宽检测及最高切换速度约束, 解决差模干扰问题; 在组件电源与地的分析中, 着重强调了接地间距不超过信号波长的 1/20。在布局与屏蔽的设计中, 着重分析了腔体谐振波长。文中给出了实例模块, 并就上述 3点设计要点进行了对照分析, 达到在复杂电磁环境下 T/R组件稳定可靠工作的目的。
T/R组件 共模干扰 差模干扰 Transmitter and Receiver module common-mode interference differential-mode interference 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(11): 1351
1 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司，广州 510623
2 武汉光迅科技股份有限公司，武汉 430074
针对偏振复用—正交相移键控(PDM-QPSK)无中继光纤传输系统中的非线性损伤问题，文章重点研究了一种基于K最邻近(KNN)聚类算法的非线性补偿技术。通过计算测试数据到所有训练数据点的距离对测试数据进行分类实现了对光纤非线性补偿。研究结果表明，在112 Gbit/s PDM-QPSK 350 km色散管理无中继光纤传输系统中，基于KNN算法的非线性补偿技术能够有效地补偿传输光纤非线性引起的损伤。特别地，在系统误码率为10-3时，经KNN算法非线性补偿后输入端信号的光功率可提升约1 dBm。
无中继光纤传输系统 偏振复用—正交相移键控 K最邻近聚类算法 非线性补偿 unrepeatered fiber transmission system PDM-QPSK KNN nonlinearity compensation
1 国家电网有限公司 信息通信分公司，北京 100761
2 武汉光迅科技股份有限公司，武汉 430205
针对光纤非线性补偿中低通滤波器对数字后向传输(DBP)算法复杂度与补偿精度的影响，研究了256 Gb/s偏振复用16阶正交振幅调制(PDM-16QAM)信号在采用贝塞尔、高斯和巴特沃斯低通滤波器时的非线性补偿特性。实验结果表明：当步长较小时，3种低通滤波器对DBP算法影响基本一致；当步长较大时，高阶贝塞尔低通滤波器的性能最佳。此外，当低通滤波器阶数为1、3 dB带宽固定为8 GHz和步长大于40 km时，高斯低通滤波器比其它2种低通滤波器的Q因子高约0.1 dB。
相干光通信 低通滤波器 非线性 单模光纤 数字后向传输 coherent optical communications low pass filter nonlinearity single mode fiber digital backward transmission
Author Affiliations
Abstract
1 State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies, School of Electronics and Information Technology, Sun Yat-sen University, Guangzhou 510275, China
2 School of Economics and Commerce, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China
3 Laboratory of Biomedical Photonics & Engineering, School of Basic Medical Sciences, Guangxi Medical University, Nanning 530021, China
4 Department of Physics, East Carolina University, Greenville, North Carolina 27858-4353, USA
5 Life Science Institute and Laboratory of Biomedical Photonics & Engineering, Guangxi Medical University, Nanning 530021, China
We propose and demonstrate a polarization diversity two-dimensional grating coupler based on the lithium niobate on insulator platform, for the first time, to the best of our knowledge. The optimization design, performance characteristics, and fabrication tolerance of the two-dimensional grating coupler are thoroughly analyzed utilizing the three-dimensional finite-difference time-domain method. Experimentally, of coupling efficiency is achieved with 1 dB bandwidth of 64 nm. The polarization-dependent loss is about 0.4 dB around 1550 nm. Our work provides new polarization multiplexing approaches for the lithium niobate on insulator platform, paving the way for critical applications such as high-speed polarization multiplexed electro-optical modulators.
lithium niobate on insulator polarization diversity two-dimensional grating coupler Chinese Optics Letters
2021, 19(6): 060006
1 国家电网公司西北分部, 西安 710048
2 武汉光迅科技股份有限公司, 武汉 430205
针对下一代动态光网络, 光纤长度可能根据链路需要随时变化, 以及由于光纤老化造成色散参量变化等因素可能造成链路中的色散值在接收端很难提前预知, 因此要求未来光网络节点中的接收端能够自适应地估计出色散值然后补偿信号。文章在光网络节点的数字相干接收机中提出了一种基于峰均值功率比的色散估计算法, 并在224 Gbit/s偏振复用(PDM)-16正交振幅调制(QAM)和336 Gbit/s PDM-64QAM的多种长距离传输(400、800、1 200、1 600和2 000 km标准单模光纤(SSMF))系统中验证了其可行性及有效性。仿真结果表明, 文章所提算法具有很好的色散估计精度, 色散估计标准差低于100 ps/nm。该算法对偏振模色散(PDM)和偏振相关损耗(PDL)具有较强的容忍性, 例如群速度时延(DGD)低于15 ps及PDL在7 dB以内时, 算法都可实现很好的估计精度。同时该算法对非线性效应也具有较强的容忍性。
色散估计 相干检测 调制格式 chromatic dispersion coherent detection modulation format
为将400 Gbit/s高速率应用于超长站距无中继光传输系统, 首先对400 Gbit/s双偏振-四进制正交幅度调制(DP-16QAM)及400 Gbit/s双偏振-八进制正交幅度调制(DP-64QAM)两种高阶调制码型及其对应的光信噪比(OSNR)要求进行了研究, 然后通过实验研究了两种码型背靠背OSNR的要求及入纤光功率与误码率的关系, 最后搭建了具有前后向拉曼放大器的400 Gbit/s超长距光传输链路, 通过实验测试了两种码型对应的最远单跨传输距离。实验结果表明, 400 Gbit/s DP-16QAM在G.652光纤上利用双向拉曼光放大器最远可以传输286 km, 对于电力长跨距来说基本满足了大部分的应用场合。
超长站距 高阶调制 相干传输模块 ultra-long span high order modulation coherent transmission module
1 合肥工业大学 电子科学与应用物理学院, 合肥 230009
2 中国科学院 安徽光学精密机械研究所, 合肥 230031
3 中国科学技术大学 科学岛分院, 合肥 230026
为了实现激光器脉冲输出后的电网尖峰电流谐波抑制的目的, 采用一种适用于脉冲功率应用下的有源功率因数校正的方法, 进行了理论分析和实验验证。结果表明, 其工作频率75kHz、输出电压380V、输出电压纹波低于2%、校正后的总谐波含量降低至10%、功率因数达到98%, 有源功率因数校正技术实现了脉冲功率应用下的功率因数校正, 有效地提高了能量转移效率和改善输出脉冲能量的稳定性。该研究有助于提高激光器的性能, 满足其在科研、医疗邻域的应用需求。
激光技术, 有源功率因数校正, 准分子激光器, 充电电源 laser technique, active power factor correction, e
西安工程大学电子信息学院, 陕西 西安 710048
为了提高脑电信号的分类准确率,提出一种基于人工蜂群算法和BP神经网络的分类方法。针对反向传播(BP)神经网络存在全局搜索能力差、对初始权重敏感和人工蜂群算法的搜索公式精于探索但疏于开发等问题,采用全局搜索因子来增强人工蜂群算法的开发能力,再加入交叉运算来解决人工蜂群算法的全局搜索。采用改进的算法来优化BP神经网络对初始权重敏感的问题,进而实现对脑电信号的分类。实验结果表明,所提算法对脑电信号的分类准确率更高,分类准确率达到91.5%,而且可以加快收敛速度。
光计算 神经网络 脑电信号 人工蜂群 交叉运算 激光与光电子学进展
2020, 57(21): 212001
