随着通信技术的飞速发展, 光通信系统也对传输距离、信道容量以及传输速率有着更高的要求, 而想要解决这些问题, 则需要研究性能更加优良的FEC码型方案。级联码是诸多码型中纠正突发和随机错误性能较好, 且可以保持较低冗余度的一种, 因此成为主要研究对象。在国际电联G.975.1标准的级联码基础上提出了两种新型RS-BCH编码, 在理论上对其进行了对比分析, 并进行相应的建模仿真, 其中一种是RS(255,239)码与BCH(31,16)码相结合的级联码, 而另一种是RS(255,239)码与BCH(511,448)码相结合的级联码, 这两种级联码与单一RS(255,239)编码以及原码的纠错性能相比有较大提升, 且后者冗余度适中, 易于实现, 更加适合于高速传输的光通信系统。
光纤通信 信道编码 RS编码 BCH编码 级联码 optical fiber communication channel coding RS code BCH code concatenated code
强激光与粒子束
2023, 35(6): 069001
1 中国科学技术大学 生物医学工程学院,安徽 合肥 230026
2 中国科学院 苏州生物工程技术研究所,江苏 苏州 215163
3 长春理工大学 电子信息工程学院,吉林 长春 130022
4 季华实验室,广东 佛山 528200
5 徐州医科大学 医学影像学院,江苏 徐州 221004
对于高灵敏原子磁力计极弱磁测量,激光温度的精确稳定控制是一项必不可少的工作。激光温度不稳定会导致激光波长波动和漂移,从而降低原子磁力计的灵敏度。为了降低激光器温度波动对原子磁力计的影响,本文设计并实现了一个基于ADN8834温度控制芯片的高精度DBR激光器自动温度控制系统。首先,基于ADN8834和高精度模/数转换芯片LTC2377设计了温度反馈电路,成功采集到了与温度对应的模拟电压信号并将其转换为数字信号送入FPGA。然后,在FPGA中实现了增量式数字PID算法,自动计算温度控制信号。最后,设计了数/模转换电路将该温度控制信号转换为模拟信号传递给ADN8834,ADN8834输出加热或冷却信号来控制半导体热电制冷器,从而实现闭环温度自动控制。实验结果表明,当目标温度分别设定在20,25,30 ℃时,该温度自动控制系统的温度稳定性均在±0.005 ℃,测试DBR激光器输出波长稳定性范围为±2 pm。该激光器自动温度控制系统温度稳定性高,且操作方便,设计灵活,基本满足原子磁力计系统对激光温度控制器的要求。
ADN8834 数字PID算法 温度控制 半导体热电制冷器 ADN8834 digital PID algorithm temperature control TEC
西安工业大学 光电工程学院, 陕西 西安 710021
为了解决空间对地遥感光学系统探测波段窄、分辨率低等问题, 设计了一款非球面离轴三反光学系统。对计算得到的同轴三反结构进行了视场离轴处理, 优化了像差, 分析及评价了离轴三反系统的成像质量。设计得到的光学系统分辨率在可见光及短、中波红外波段都得到了提升, 分别能够达到2 m、3.3 m以及10 m的地元分辨率, 系统三个反射镜面型均为偶次非球面, 焦距600 mm, 相对孔径1/4.3, 视场角8°×4°, 最大畸变0.4%。各波段在奈奎斯特频率处的MTF值均高于0.2, 且RMS半径满足小于探测器最小像元尺寸的成像要求。实现了高分辨率、宽波段的设计目标所要求的各项指标, 从而提升了系统全时间段、全天候的信息获取能力。
光学系统设计 离轴三反光学系统 偶次非球面 视场离轴 高分辨率 optical system design off-axis three-mirror optical system even asphere off-axis field of view high resolution
1 齐鲁理工学院土木工程学院,山东 济南250200
2 中电科思仪科技股份有限责任公司,山东 青岛266555
布里渊光频域分析(Brillouin Optical Frequency Domain Analysis, BOFDA)技术是分布式光纤传感技术的一种。回顾了BOFDA的发展历史,介绍了 BOFDA的最新应用进展情况,并提出了基于BOFDA测量桥梁挠度的新方法。通过光纤布设研究提出在桥梁底面采用全面粘贴的方式布设光纤,并分析了光纤应变表征桥梁挠度的理论,最后进行了基于BOFDA的室内桥梁模型测量试验研究。试验结果表明,百分表实测桥梁模型的挠度与桥梁模型上分级集中荷载及模型下表面的光纤应变变化均成正比例关系;BOFDA光纤应变可以标定桥梁模型变形范围,且光纤应变表征的桥梁模型挠度和百分表实测挠度值基本一致。因此,采用BOFDA技术进行桥梁挠度测量是可行的。
布里渊光频域分析 桥梁挠度 变形监测 模型试验 Brillouin optical frequency domain analysis bridge deflection deformation measurement model test
1 湖北工业大学机械工程学院,湖北 武汉 430068
2 湖北工业大学材料与化学工程学院,湖北 武汉 430068
3 上海市激光技术研究所上海市激光束精细加工重点实验室,上海 200233
由于长期暴露在阳光、雨水、高低温等自然环境下,硅橡胶复合绝缘子的使用性能和工作寿命会下降,严重威胁了输电线路的安全稳定运行。因此,提高硅橡胶的耐老化性对于加强户外硅橡胶复合绝缘子的可靠性和延长使用寿命具有重要意义。飞秒脉冲激光能够在硅橡胶表面制备出稳定的超疏水状态,为了进一步研究该表面的耐老化性能,使用氙灯老化试验箱对样品进行700 h的加速老化实验。结果表明,超疏水表面的接触角从163°下降到150°左右,表明超疏水硅橡胶具有优异的耐老化性能。检测结果表明硅橡胶表面在老化过程中所产生的亲水性羟基是导致其表面疏水性下降的主要原因。进一步采用一种简单有效的热处理方法使其疏水性快速得到恢复。在200 ℃的加热环境中可以使老化后的样品表面接触角从150°恢复到163°左右,同时表面滚动角恢复到3°左右。该研究结果为增强硅橡胶在工作环境中的使用性能提供了理论指导,并在延长硅橡胶的使用寿命方面提供了一种新的手段。
激光技术 飞秒脉冲激光 硅橡胶 超疏水表面 老化特征 热处理 中国激光
2022, 49(10): 1002606
1 郑州大学 中原网络安全研究院,郑州 450001
2 战略支援部队信息工程大学 数据与目标工程学院,郑州 450001
提出了一种基于并联马赫-曾德尔调制器的无滤波16倍频毫米波信号生成方案。该方案利用并联的马赫-曾德尔调制器和光移相器产生8阶光边带,通过光电探测器拍频得到16倍频毫米波信号。针对调制器消光比理想和不理想两种情况,理论推导了消光比分别为35 dB和100 dB下的抑制光载波及4阶光边带,产生8阶光边带信号,并通过仿真验证理论推导的正确性。根据仿真结果分析了调制指数偏移,电、光移相器相位偏移,光衰减器衰减值偏移等各种非理想参数对系统的影响,以及激光器线宽与接收功率的关系。结果表明:在方案产生的16倍频毫米波信号上调制2.5 Gbit/s的基带信号,系统传输距离5 km、10 km、15 km时损耗功率分别为0.35 dBm、0.55 dBm和2 dBm,传输损耗较小;线宽为10 MHz时接收功率为-22.6 dBm,线宽为20 MHz、30 MHz和40 MHz时功率损耗分别为0.1 dBm、0.25 dBm和0.6 dBm。
毫米波信号 马赫-曾德尔调制器 并联 16倍频 无滤波 Millimeter wave signal Mach-Zehnder modulator Parallel 16-tupling Filterless 光子学报
2021, 50(11): 1106003
1 上海电力大学 电子与信息工程学院,上海 200090
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外物理国家重点实验室,上海 200083
利用太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术研究了氧化铝(Al2O3)在宽带太赫兹波范围(0.2~3.0 THz)内的光谱特性。改变晶体光轴与太赫兹脉冲偏振方向间的夹角(方位角),得到了Al2O3晶体在不同方位角下的太赫兹时域谱,计算了Al2O3晶体o光和e光的折射率和吸收系数,并画出了Al2O3晶体在太赫兹波段的折射率椭圆图。结果表明,Al2O3在太赫兹频段具有较大的双折射率和较低的吸收系数,双折射率高达0.36,吸收系数低于5 cm-1。基于Al2O3晶体的双折射特性实现了对THz脉冲的相位和振幅的调制。Al2O3晶体可以作为THz脉冲的“整形器”,为太赫兹波在超宽带、超高速通信系统的应用提供重要参考。
氧化铝 太赫兹时域光谱 双折射 脉冲整形 aluminium oxide Terahertz time-domain spectroscopy birefringence pulse shaping