针对梯度下降(GD)算法收敛速度较慢的问题, 提出了一种基于GD优化算法的有限脉冲响应(FIR)色散均衡器。采用动量梯度下降(MGD)算法在每次更新迭代时对梯度进行指数加权平均优化(简称CMGD算法)并进行偏差修正, 利用OptiSystem搭建单载波相干光传输系统并与Matlab联合仿真。仿真结果表明: 在学习速率为0.1、动量系数为0.98时, CMGD算法收敛值达到0.015461; 在不同信噪比条件下, 采用CMGD算法设计的均衡器的均衡效果优于GD-FIR和经典时域FIR的均衡器, 且降低了硬件实现复杂度。

光电导天线具有室温操作、紧凑设计和宽带辐射等优点，但辐射功率低限制了其广泛应用，其中低光吸收率是辐射功率低的主要原因之一。传统的天线电极无尖端结构，边缘电场弱，导致了低的光吸收率。为了提高光电导天线的辐射功率，设计了一种三角阵列天线电极结构，该电极结构由5个三角形尖端排列组成。使用时域有限差分(FDTD)方法研究了800?nm飞秒激光照射下电极的电场增强和衬底对光的吸收。此结构增加了激光入射到衬底的面积，并且减小了光载流子传输距离，在无电场情况下光的吸收率达到30.57%，相对于传统天线提高了161%。三角阵列电极结构为传统电极结构设计提供了新思路，有望与纳米结构结合进一步提高辐射功率。

提出了一种用于相干接收机色散补偿的 FIR 滤波器, 使用神经网络训练抽头系数, 在平方误差最小时频率响应最优, 同时利用脉冲成型滤波器限制了信号有效带宽的原理, 可以在窄频带中设计滤波器。利用 MATLAB 设计仿真系统, 通过数值仿真分析了滤波器在 QPSK、16QAM 及 64QAM 系统中的误码率性能。结果表明: 在相同条件下与时域均衡算法对比, 当抽头数相同时, 该滤波器具有更好的补偿效果, 且增加抽头数时不会出现补偿效果劣化的现象; 通过在窄频带中设计滤波器, 在补偿效果相同的前提下, 抽头数能减少 37.5% 以上, 降低了滤波器硬件实现复杂度和滤波器延迟。

针对透明光通信器件传统手工对准耗时长、成品率低和一致性差等问题, 通过研究透明光通信器件的自动装配要求, 建立透明光通信器件的边缘模型和耦合模型, 采用重叠积分法分析边缘误差对耦合损耗的影响, 设计了一种基于数字图像的透明光通信器件边缘检测方案。实验结果表明: 该方案能够很好地检测到复杂背景下透明光通信器件的边缘, 且能够满足对准偏差的精度要求, 为透明光通信器件全自动装配的智能对准系统研究提供支撑, 具有重要的工程应用意义。

在保证误码率较低的前提下, 为了获得较大的码容量, 现以扩展二次素数码作为扩时序列, 以二次全等跳频码作为跳频序列, 构造出了一种新的二维光正交码ESPC/QCHC。分析了ESPC/QCHC的码字性能, 得到了该码字的平均互相关表达式。对该码字的码字容量进行理论分析, 并对其误码率进行了MATLAB仿真。结果表明, 当码重(或码长)一定时, 增加频率片数会降低误码率; 同其他几种以素数码作为扩时序列构造出的二维光正交码相比, 该码字有较低的误码率, 较大的码容量。最后在Optisystem7.0中对ESPC/QCHC在光码分多址系统中的误码率进行仿真分析, 验证了其有较好的误码性能。

利用二维正方晶格介质柱型光子晶体(PC), 设计了一款由4个线性渐变型微腔和异质结构光子晶体反射器组成的多信道下路滤波器。利用平面波展开法(PWE)以及二维时域有限差分法(2D-FDTD)分析了该异质结构滤波器的工作机制, 并进一步探究了微腔参考面与异质结界面之间距离对下路效率的影响。研究表明, 滤波器中的异质结反射器可以实现接近100%的反射, 从而大幅度地提高了三端口滤波器的滤波效率。设计的多信道滤波器各个通道都能有效地实现下路滤波功能, 其信道间隔为10 nm, 滤波效率均在90%以上, 透射谱半高宽均在0.54 nm以下, 实现了较高的品质因子特性。该滤波器尺寸只有15.15 μm×13.91 μm, 且滤波效率很高, 适于在波分复用系统中进行复用与解复用, 在未来光路集成应用中具有良好的应用前景。

为了得到性能较为良好的正交码, 采用没有重复数字的全间隔集, 进行了地址码的设计和系统仿真验证, 设计出的正交码具有理想的相关性和灵活的码字容量。分析整个系统, 在考虑各种噪声和多址干扰的影响下, 推导出正交码的误比特率公式。自行设计并搭建了采用光纤延时线作为编解码器的异步光码多分址系统。结果表明, 该正交码能够适应更多用户的需求, 通过误比特率公式计算和系统仿真得到的结果都较为理想, 此研究对需要大容量的光码多分址系统的进一步发展具有一定的帮助。

采用平面波展开法,研究铜币形空气孔二维三角晶格光子晶体的完全带隙随结构参量变化的规律.研究表明:铜币形散射子结合了空气孔型和介质柱型两种光子晶体的优点,有利于获得更宽的完全带隙.该光子晶体大完全带隙对由制备工艺上引起的材料掺杂和空气孔半径的偏离具有一定的稳定性.为了获得完全带隙,组成光子晶体的两种介质要有足够大的介电常数对比度,铜币形空气孔二维三角晶格光子晶体在ε=11.8时出现完全带隙.对参量分组优化发现,在ε=22.75,R=0.483 μm,d=0.195 μm,φ=90°,G=1.3时,完全带隙的宽度Δωa /2πc获得最大值0.136 1,带隙率为33.55%

为了满足光码分多址系统中不同用户能够获得不同发送速率的需求,根据所需地址码的容量和码重,通过MATLAB编程,设计出没有重复数字的间隔集,得到具有理想相关性的多码长地址码.根据该地址码的构造特点推导计算出该地址码的误比特率,并绘制出误比特率随同步用户数变化图.设计并仿真了多速率光码分多址系统,分析了误比特率和系统性能.结果表明,该多码长地址码具有良好的相关性和误比特率性能,能够满足各种速率需求的用户.通过系统编解码后能够理想地恢复出原始信号,得到优良的眼图.此研究对光码分多址多速率系统的进一步发展是有帮助的.

以同步二次素数码(SQPC)作为时间扩频序列,单重合序列(OCS)作为波长跳频序列,构造了一种 新的二维光正交码SQPC/OCS,并对其误码性能及码字容量进行了理论分析和仿真比较。理论分析 表明:在同码长、同波长数条件下, SQPC/OCS与 2D-QPC误码率相等,但SQPC/OCS波长数可以是任何数,不局限于素数,从而增加波长码片可以降 低误码率;与扩展素数码 (EPC) EPC/OCS相比,SQPC/OCS误码率更低。SQPC/OCS码字容量远远高于2D-QPC和EPC/OCS码 字容量。仿真结果表明:当p=7、q=13时,SQPC/OCS误码率比2D-QPC降低接近2个数量级;当p=11、 q=15时,SQPC/OCS与EPC/OCS相比,当用户数为20时,误码率相差达4个数量级。