1 南开大学 电子信息与光学工程学院, 天津 300350
2 南开大学 现代光学研究所, 天津 300350
3 南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海), 广东 珠海 519000
为提高多口径发射的自由空间光通信系统性能, 以“海洋高速通信网络关键技术研究与验证”项目为背景, 提出了平均误码率(BER)的解析表达式。通信系统采用典型的强度调制直接探测(IMDD), 工作在由指数威布尔(EW)分布模型描述的湍流环境中。分析了系统在不同信道参数下的孔径平均效应, 以及不同发射口径数和通信速率对平均BER的影响。仿真结果表明: 低通信速率下多口径发射系统具有良好的湍流抑制能力, 高通信速率下不同发射口径的到达时间差会增加通信系统的误码概率。
自由空间光通信 大气湍流 多口径发射 指数威布尔分布模型 free space optical communication, turbulent atmosp
南开大学 电子信息与光学工程学院 天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室, 天津 300350
针对信道数变化等原因造成的剩余信道输出增益漂移现象, 研究了一种竞争型全光增益控制放大器, 可以实现对宽输入功率范围信号的增益控制。对光功率在-40～5 dBm范围内的输入光, 将增益漂移量由22.0 dB降低至0.4 dB。在多信道情况下, 将信道数变化和信道功率变化引起的增益漂移量分别降低至0.23和0.10 dB。该放大器的工作范围与控制幅度都要优于传统的全光增益方法, 对于控制剩余信道输出增益稳定具有重要参考价值。
全光增益控制 增益漂移 信道数变化 剩余信道 信道功率变化 all-optical gain control gain drift channel number variation remaining channel channel power variation
1 南开大学 电子信息与光学工程学院, 天津 300350
2 南开大学 天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室, 天津 300350
3 北京邮电大学 信息光子学与光通信研究院, 北京 100876
4 北京邮电大学 信息光子学与光通信国家重点实验室, 北京 100876
为了将光频梳锁定至原子钟以实现光频梳的高精度稳定, 提出了一种集成化重复频率锁定系统方案。利用光纤环路光学-微波鉴相器(FLOM-PD)进行光波和微波之间的直接鉴频鉴相。同时, 开发了精密反馈控制模块, 阐述了其基本原理, 搭建了锁定系统, 通过高精度频率计采集锁定后激光器脉冲重复频率数据。实验结果表明: 该方案锁定后频率短期稳定度和长期稳定度分别达到8.71×10-12/s、4.95×10-14/1024 s, 实现了整个系统的集成化。
光频梳 光纤环路光学-微波鉴相器 频率锁定 optical frequency comb fiber loop optical-microwave phase detector frequency locking
1 南开大学 现代光学研究所, 天津 300350
2 南方海洋科学与工程广东省实验室, 广东 珠海 519000
3 天津工业大学 电子与信息工程学院, 天津300387
为了探究大气湍流对深空激光通信的影响, 从理论上讨论了Gamma-Gamma分布的大气信道模型和抑制大气湍流的手段。建立了基于组阵收发的深空激光通信系统模型, 对不同湍流条件下的系统误码率进行仿真。仿真结果表明: 在信噪比为20 dB时, 弱湍流环境的下行链路通信误码率比强湍流低4个数量级; 大气湍流强度增强时, 系统的通信误码率增大; 在同等湍流强度下, 大气湍流对于上行链路通信性能的影响比下行链路更大。
深空环境 空间激光通信 大气湍流 组阵收发 误码率 deep space environment space laser communication atmospheric turbulence array transceiver bit error rate
1 南开大学 现代光学研究所, 天津 300350
2 南开大学 天津市光电传感器与传感网络技术重点实验室, 天津 300350
针对大气湍流效应引起的接收功率起伏问题, 提出了一种基于铒离子竞争机制的光功率均衡技术。讨论了基于Gamma-Gamma分布的大气信道模型中大气湍流对自由空间光通信的影响, 对不同湍流强度下的光功率均衡效果进行仿真, 仿真结果表明: 在中等强度湍流条件下, 该技术可将接收信号光功率波动范围压缩16 dB以上。
自由空间光通信 大气湍流 接收功率起伏 铒离子竞争机制 光功率均衡 free space optical communication atmospheric turbulence received power fluctuation Erbium ion competition mechanism optical power equalization
1 南开大学 现代光学研究所,天津 300350
2 天津市光电传感器与传感网络重点实验室, 天津 300350
3 北京理工大学 信息与电子学院, 北京 100081
高精度、高稳定性的时频信号传输是在轨卫星能够正常工作的可靠保证, 传统的采用冗余编码方式进行的时频传递系统传输链路带宽均在吉比特每秒以上。设计了一种新型时频传输系统, 在带宽受限条件下对编码和解码方式进行了优化设计, 实现在5 MHz链路带宽下的频标信号高精度传输, 并利用微波光子融合技术实现了时频的高精度传递。结果显示该时频传输系统达到了1.65 ns的时间抖动和1.39×10-11/s、3.45×10-12/(10 s)的频率稳定度。
光通信 时频传递 微波光子融合 optical communication time-frequency transmission microwave photon fusion
1 南开大学 信息技术科学学院 现代光学研究所，天津 300071
2 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院，北京 100191
光纤干涉仪的消光比在很大程度上决定了干涉型光纤传感系统的灵敏度。文章从理论上分析了基于干涉结构的分布式光纤振动传感系统的消光比影响因素，指出偏振态是影响系统消光比的主要原因。在此基础上，设计并实现了一种性价比极高的在线偏振调节器。通过对偏振态的调节，实现了长距离分布式光纤振动传感系统消光比的动态均衡。
长距离 光纤传感系统 偏振控制器 消光比 long distance fiber-optic sensing system polarization controller extinction ratio
光纤干涉仪的消光比在很大程度上决定了干涉型光纤传感系统的灵敏度从而决定了干涉仪的应用范围和前景。简要介绍了目前超长距离光纤干涉传感系统的发展现状，并在理论上分析了光纤传感系统中的偏振态对消光比的影响以及能够影响光波偏振态的各种因素。将基于光弹效应的挤压型偏振控制器应用于该系统的消光比调谐，给予光纤干涉臂径向应力，动态调谐系统光波偏振态，实现了长距离光纤传感系统的消光比在一点上的调谐。提出了长距离光纤传感系统灵敏度的新调谐方法，消光比动态调谐范围为0.21～11.03 dB。
光纤传感 长距离 偏振控制器 消光比 激光与光电子学进展
2011, 48(4): 040603
