1 浙江大学 光电科学与工程学院，极端光学技术与仪器全国重点实验室，浙江 杭州 310058
2 浙江大学 材料科学与工程学院，浙江 杭州 310058
随着人工智能、大数据、云计算、物联网、移动电子等的发展，传统的稀土离子掺杂单芯单模光纤放大器承载的光纤通信系统的传输容量已经逐渐接近香农极限，需要发展新型材料体系，以拓宽光纤通信系统的传输容量。相比于稀土离子，量子点具有较宽的发光带宽、可调波长的发光特性，且量子点的发光性质可以通过多种化学手段调控，在量子点光放大器上显示出了宽带光放大特性，受到学术界和产业界的广泛关注。在该背景下，本文提出将化学合成的PbS/CdS核壳量子点与低损耗聚合物集成，获得量子点掺杂光纤放大器，实现近红外通信波段可调波长、宽带光放大特性。文章研究并揭示了影响固化后的聚合物纤芯连续性的因素和影响机制，提出了降低固化胶前驱体液面附加压力、固化收缩力、聚合物前驱体与光纤内壁的摩擦力，并提高抽真空产生的牵引力以获得连续光纤，在此基础上获得了基于热固化聚二甲基硅氧烷（PDMS）和光固化NOA61、NOA85固化胶的纤芯连续光纤，量子点光纤在1 530~1 630 nm获得了增益带宽达到100 nm以上的开关增益，最高增益达到6.5 dB。本文的研究结果将促进量子点光纤器件和宽带光通信技术的发展。
量子点 聚合物光纤 宽带光纤放大器 quantum dots polymer optical fiber broadband optical fiber amplifier
中国电子科技集团公司第二十九研究所， 成都 610036
卫星激光通信链路是一项实现卫星大规模星座组网的关键技术。相干激光链路灵敏度高、抗背景干扰、速率升级空间大，在星间激光链路中应用广泛。文章建立了带有前置掺铒光纤放大器(EDFA)的卫星相干激光通信终端的信噪比分析模型，仿真分析了EDFA功率增益、EDFA噪声系数、本振光功率、信号光功率、光放后端光带宽、基带前端电带宽对终端输出信噪比的影响以及各种输出噪声功率占比的情况，得到了带有前置EDFA卫星相干激光通信终端的信噪比参数特性。
卫星激光通信 相干激光通信 光纤放大器 信噪比 误码率 satellite laser communication coherent laser communication optical fiber amplifier signal to noise ratio bit error rate
上海大学 通信与信息工程学院, 上海 200444
为了改善量子点光纤放大器的性能, 提出了一种将硫化铅(PbS)量子点与介孔二氧化硅相结合的方法, 以此增加光纤锥区上量子点的含量。氨基化的介孔二氧化硅(NH2-MSN)通过氮的单电子与油溶性的PbS量子点进行偶联, 将量子点吸附到NH2-MSN上, NH2-MSN通过氢键作用连接在羟基化的光纤上, 提高了量子点在锥区的密度。实验结果表明: 将泵浦功率从50 mW增加到300 mW时, 放大器在1550 nm处的开关增益从1.1 dB增长到8.09 dB; 当泵浦功率为280 mW时开关增益达到饱和。
光纤放大器 硫化铅量子点 介孔二氧化硅 optical fiber amplifier sulfide quantum dots mesoporous silica
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(珠海), 广东 珠海 519000
3 北京遥感设备研究所, 北京 100094
针对辐照环境下光纤放大器输出性能的退化问题, 对光纤放大器进行了辐照损伤后的光致退火实验研究。首先, 介绍了辐射对光纤放大器的影响, 在总辐照剂量约为280 krad时进行了辐照实验, 获知辐射会引起输出功率、光信噪比分别下降7 dB、18 dB；然后, 根据光致退火机理, 进行了光纤放大器光致退火实验。实验结果表明: 光致退火降低了光纤放大器的辐致损耗, 与退火之前相比, 放大器的输出功率恢复了5.2 dB,输出OSNR恢复了13 dB。
光纤放大器 输出功率 光致退火 辐照环境 辐致损耗 optical fiber amplifier output power optical annealing irradiation environment radiation-induced loss
上海大学 特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200444
为了解决光纤传输的信号衰减和容量限制的问题, 利用改进的化学气相沉积(MCVD)法制备了硫化铅(PbS)掺杂环形芯光纤, 并且搭建反向泵浦光放大实验装置实现了在C波段的宽带放大, 为后续利用PbS掺杂光纤实现少模光纤放大器提供了可能性。实验结果表明: 随着泵浦功率的增加, 样品光纤在C波段的开关增益增大; 而随着信号功率的增大, 开关增益减小; 当泵浦功率为750 mW、信号光功率为0.003 nW时, 样品光纤在C波段的开关增益为8 dB左右。
光纤放大器 硫化铅掺杂 环形芯光纤 开关增益 optical fiber amplifier PbS doped ring core fiber on-off gain
北京交通大学 电子信息工程学院, 北京100044
高功率超短脉冲源应用广泛, 在信息、精密加工、医疗、**和基础科学研究等领域备受关注。针对各个领域对高功率需求不断增长的趋势, 分别从种子源、放大技术和堆叠技术3个方面介绍了实现高峰值功率的主流技术, 并对目前出现的新型锁模激光器、新型放大器以及各种脉冲堆叠等重要新技术的实现方法和国内外研究进展进行了介绍。最后对未来超高功率的的实现技术进行了预测和展望。
高功率脉冲 光纤激光器 光纤放大器 脉冲堆叠 high power pulses optical fiber laser optical fiber amplifier pulse stacking
1 中国科学院上海光学精密机械研究所中科院空间激光信息传输与探测技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学材料与光电研究中心, 北京 100049
星间高码率光通信系统中由于无法进行光学中继放大,需要高码率、高通信灵敏度的光学接收机。分析了采用掺铒光纤放大器(EDFA)作为光学预放的高灵敏度零差相干接收机方案,并搭建了零差相干通信系统,测试了系统在通信速率为8~10 Gbit/s下的二进制相移键控(BPSK)通信性能。实验表明,此系统在无编码误码率要求为10 -3时,10 Gbit/s BPSK通信信号接收灵敏度约为-48 dBm,距离量子噪声极限仅7 dB,优于已发表的10 Gbit/s零差相干通信系统测试结果。
光通信 零差相干探测 光学锁相环 掺铒光纤放大器 自由空间光通信 中国激光
2019, 46(11): 1106001
山西大学理论物理研究所, 山西 太原 030006
本文研究在含有增益色散、增益饱和、三阶色散、自频移、自陡峭等效应的光纤放大器中自相似抛物脉冲的产生和传输。结果表明,在渐近约束条件下,自相似脉冲的中心区域可用倒置的抛物脉冲来描绘,并且它的有效脉宽和功率都是线性增长的,而峰值振幅和频谱宽度保持常量。数值模拟结果与理论预期符合的非常好,这表明:在光纤放大器中,在适当的条件下初始输入脉冲可自相似地演化为抛物脉冲。
三阶色散 自频移 自陡峭 光纤放大器 自相似抛物脉冲 CGL方程 third-order dispersion (TOD) self-frequency shift self-steepening optical fiber amplifier asymptotic parabolic pulse Complex Ginzburg-Landau (CGL) equation
1 黄河科技学院,河南 郑州450063
2 漯河职业技术学院,河南 漯河462002
光纤放大器的出现解决了衰减和损耗对光网络传输速率与距离的限制。掺铒光纤放大器(EDFA)的使用,使超高速、超大容量、超长距离的波分复用传输、全光网络传输、光纤有线电视(CATA)系统、光孤子传输等成为现实。
光纤放大器 波分复用 optical fiber amplifier wavelength division multiplex EDFA EDFA
北京邮电大学电子工程学院光通信与光波技术教育部重点实验室, 北京 100876
实验验证了应用中点谱反转技术实现155 Mb/s～10 Gb/s频移键控/幅度调制(FSK/IM)正交信号的100 km传输。其中,FSK/IM正交信号的频谱反转由基于半导体光放大器(SOA)的四波混频效应实现,此技术有效克服了FSK/IM正交信号在传输中色散带来的影响。实验采用DFB激光器作光源,康宁公司生产的标准单模光纤作传输链路,采用长为1.5 mm,光限制因子为0.15的半导体光放大器实现频谱反转。实验中固定FSK/IM的中心波长,测试了接收端FSK与IM信号的眼图,结果发现,标记FSK与数据包IM的性能良好。
光通信 光标记交换 中间跨度谱反转 频移键控 色散 半导体光放大器
