Author Affiliations
Abstract
1 54th Institute, China Electronics Technology Group Corporation, Shijiazhuang 050011, China
2 Hebei Key Laboratory of Photonic Information Technology and Application (PITA), Shijiazhuang 050011, China
3 Wuhan National Laboratory for Optoelectronics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China
We propose and demonstrate an integrated microwave photonic sideband selector based on the thin-film lithium niobate (TFLN) platform by integrating an electro-optic Mach–Zehnder modulator (MZM) and a thermo-optic tunable flat-top microring filter. The sideband selector has two functions: electro-optic modulation of wideband RF signal and sideband selection. The microwave photonic sideband selector supports processing RF signals up to 40 GHz, with undesired sidebands effectively suppressed by more than 25 dB. The demonstrated device shows great potential for TFLN integrated technology in microwave photonic applications, such as mixing and frequency measurement.
lithium niobate microwave photonics sideband selector Chinese Optics Letters
2024, 22(3): 031304
1 中国电子科技集团公司第五十四研究所光通信研发中心，河北 石家庄 050081
2 河北省光子信息技术与应用重点实验室，河北 石家庄 050081
相针对基于相位增量的M次方载波同步算法存在的相位模糊问题，分析了相位模糊与系统调制参数之间的关系，并通过对帧同步过程进行改进，实现了载波同步相位模糊的消除。分别基于OptiSystem和集成相干光通信收发机搭建了空间相干光通信仿真系统和实验系统，并利用所提的消相位模糊载波同步算法对接收信号进行了处理。仿真和实验结果表明，所提出的消相位模糊载波同步算法频偏补偿和相差补偿范围不受系统调制速率、调制阶数的约束，具有更好的应用前景。
光通信 相干光通信 相干探测 载波同步 消相位模糊 帧同步
在复杂环境中执行任务已经成为旋翼无人机发展的必然趋势。为了让旋翼无人机在复杂环境中高效、安全地执行任务, 学者们对旋翼无人机的双目视觉避障技术展开了广泛的研究。为了解旋翼无人机的双目视觉自主避障技术的现状及发展趋势, 首先,介绍了双目视觉避障系统的构成, 分析各技术在双目视觉避障系统中的作用; 然后, 重点介绍双目视觉避障技术中常用的相机标定方法、立体匹配算法和避障算法, 总结了各自的优缺点, 并阐述最新发展; 最后, 对双目视觉避障技术的发展方向进行了展望。
旋翼无人机 相机标定方法 立体匹配算法 避障算法 综述 rotorcraft UAV camera calibration method stereo matching algorithm obstacle avoidance algorithm review
1 中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081
2 河北省光子信息技术与应用重点实验室，河北 石家庄 050081
在空间信道连续变量量子密钥分发（CVQKD）中，相干态调制体制与经典光通信设备通用性更强、与光纤信道兼容性更好，是未来空间信道CVQKD网络建设重要方案之一。针对湍流信道中光量子信号的扩束、吸收、散射、漂移以及本振光和量子信号之间的相位差抖动等效应，构建了湍流信道下CVQKD安全密钥率仿真模型，重点分析了湍流信道参数、相位延迟量和探测方式对系统密钥率的影响。结果表明：系统总过噪声与传输距离、本振光和信号光延迟时间、大气湍流强度等均呈正相关，大气湍流的增强会降低信道透过率，还会增大系统中断概率和过噪声，使系统密钥率迅速下降。外差探测在短距离传输时具有较高密钥率，零差探测可实现更远距离传输。仿真结果可为实际自由空间CVQKD系统的设计和优化提供参考。
光通信 量子密钥分发 连续变量 大气湍流 安全密钥率 中国激光
2023, 50(14): 1412002
1 中国电子科技集团公司网络通信研究院，河北 石家庄 050081
2 河北省光子信息技术与应用重点实验室，河北 石家庄 050081
量子-经典信号共纤传输技术对实用化量子保密通信网络建设具有重要意义。针对经典光在光纤信道中的拉曼散射（RS）、四波混频（FWM）以及交叉相位调制（XPM）等非线性效应对量子信号的噪声干扰，构建了量子-经典信号共纤传输连续变量量子密钥分发（CVQKD）系统的安全密钥率仿真模型，重点分析了经典光功率、信道间隔和探测方式对系统噪声和密钥率的影响。结果表明，在近距离传输时，FWM噪声占主导地位，在传输距离大于10 km时，XPM噪声大于RS和FWM噪声。系统总噪声与经典光功率正相关，与波分复用信道间隔反相关。零差和外差检测下，随着传输距离的增加，安全密钥率整体变化趋势接近，零差检测方式具有更大的极限传输距离。该研究工作可为实用化量子-经典信号共纤传输CVQKD系统的优化设计提供参考。
量子光学 连续变量量子密钥分发 共纤传输 拉曼散射 四波混频 交叉相位调制
1 中国电子科技集团公司第五十四研究所, 河北石家庄 050081
2 河北省光子信息技术与应用重点实验室, 河北石家庄 050081
针对光纤时频传输过程中由于温度、压力变化等环境因素导致的相位抖动, 提出了一种基于比例-积分-微分(PID)反馈控制的高精确度相位稳定纠正技术。采用迈克耳逊干涉仪进行实时相位检测, 并通过压电陶瓷进行实时补偿, 能够有效克服传统鉴相、延时线等在补偿精确度和速度方面的瓶颈。经过对环境因素的计算与 PID补偿仿真, 得到该方法在 800 m光纤传输的传输延时测量精确度为 2.2 fs, 传输延时稳定度<8.8 fs, 在小于 100 N的外界轴向拉力作用下, 恢复初始状态的时间在 0.088 s以内。
时频传递 微波光子 PID控制 稳相传输 time-frequency transmission microwave photon PID control phase stabilized transmission 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(5): 407
1 中国电子科技集团公司第五十四研究所, 石家庄 050000
2 河北省光子信息技术与应用重点实验室, 石家庄 050000
针对未来电子信息系统对超宽带信号高速并行处理的需求, 提出了一种可应用于光子超宽带信道化处理的相干光频梳产生方法, 利用非线性效应实现高重频多梳齿的相干光频梳产生, 并且重频及重频差可调谐。通过级联电光调制器产生初始相干光梳, 对波分解复用选定的种子梳齿进行注入锁定, 并通过非线性光纤、单模光纤及色散平坦光纤的组合模块对锁定后的梳齿复制和展宽, 得到了80 GHz和79.4 GHz高重频、平坦度3 dB以内20根梳齿的相干光频梳, 能够实现Q/V频段超宽带信号的接收处理, 为综合射频一体化、大容量卫星通信等应用宽频段覆盖、大瞬时带宽射频信号的接收处理提供支撑。
参量混频器 重复频率 相干光频梳 parametric mixer repetition rate coherent optical frequency comb
1 中国电子科技集团公司第五十四研究所, 河北 石家庄 050081
2 河北省光子信息技术与应用重点实验室, 河北 石家庄 050081
基于光量子探测的无线激光通信技术在天地一体化保密通信网络中具有重要应用。基于光源光子数的泊松分布模型、大气湍流Gamma-Gamma模型、单光子探测器响应模型和相关计数信号处理方法建立了湍流信道中光量子通信系统的误码率(BER)计算模型,仿真分析了光源光子数分布、湍流信道参数、单光子探测器性能参数、相关计数方法等对系统BER的影响。结果表明,系统BER与激光脉冲平均光子数、脉冲频率和探测器探测效率呈负相关关系;而系统BER与大气湍流强度、探测器暗计数呈正相关;采用相关计数方法可有效降低系统BER,当开门次数确定时,系统存在一个最佳判别门限。所提模型可为光量子通信系统的设计与优化提供参考。
中国电子科技集团公司第五十四研究所, 石家庄 050081
基于硅基片上微环谐振器, 提出了一种系数可变一阶光子微分方程的光子计算方法, 实现了不同系数的光子微分方程超快速求解。基于耦合模理论, 对微环谐振器的传递函数进行了时域与频域的分析, 所设计的硅基脊形波导刻蚀深度为220nm, 宽度为500nm, 微环谐振器形状为跑道型, 由两个半圆夹两根长直波导组成, 半圆半径为30μm, 直波导长度为60.75μm, 能够实现微分方程a与b系数可调谐, 仿真得到的调节范围为a0: 1.5007×1010~1.5562×1010, b0: 4.5343×109~5.6473×109。同时, 仿真实现了温度调节电控, 分析了系数不同的微分方程的数值求解过程, 并在归一化后与真实微分方程曲线进行了对比, 误差不超过0.02。
光计算 硅基芯片 微环谐振器 微分方程 photon calculation sillicon-based chip micro-ring resonator differential equation
为了研究半主动激光制导导引头信息处理电路中, 4个采集通道响应不一致性导致的制导精度降低的问题, 对造成采集通道间响应度存在差异的原因进行了理论分析和研究, 研究了信息处理电路中的增益控制电路, 分析了其设计要点, 并给出了一种增益控制电路的设计原理图。采用一种基于该增益控制电路的通道间响应度不一致性校正方法, 针对导弹(或者炸弹)实际飞行过程中使用的各个离散增益点, 进行了不一致性校正; 通过对比校正前后的线性区曲线和半实物仿真数据, 验证了该校正方法的有益效果。结果表明, 利用该校正方法校正后, 导引头线性区曲线精度更高, 并且可以将半实物仿真圆概率偏差数值降低约50%。该研究为提高半主动激光制导精度提供了一种有效的方法。
信号处理 响应不一致性校正 可变增益放大电路 制导精度 激光制导 signal processing correction of response inconsistency variable gain amplifier non-uniformmity guidance precision laser guidance
