移动网络通信带宽需求不断增加, 在有限的带宽中需要传递更多的信息。文章提出了基于光载无线通信无源光网络(RoF-PON)与光纤传能(PWoF)融合的双向传输系统架构, 并对融合系统的传输性能进行仿真。在基于光载无线通信(RoF)的移动网络中, PWoF可将电源集中在中央局(CO), 为通信网络提供更经济有效的安装方式, 操作和维护也更简便。系统的仿真结果验证了系统的可靠性与可行性, 证明了PWoF与RoF-PON融合的传输系统可以实现能量与无线信号的双向传输。

随着5G通信时代的来临,大容量、高频段和多业务接入的移动通信网络建设面临诸多挑战。在5G网络中,由于5G信号的高频段特征,基站覆盖范围大大减小,需要布设的基站数量急剧增加,为了保证覆盖能力,并降低总体的成本和功耗,基站正在向小型化、密集化、无源化方向发展。而光纤信能共传技术为实现新一代分布式微基站提供了解决方案,此技术通过光纤将射频信号和能量光传输至基站,为基站供能的同时,利用天线完成无线宽带信号的发射。介绍了光纤信能共传技术近年来的研究进展,并通过分析典型方案的特点,阐述了光纤信能共传技术的发展趋势。

高功率密度脉冲激光的光纤耦合性能一直制约着激光飞片起爆技术的工程化应用。针对106 W/cm2级功率密度脉冲激光在光纤中的耦合特性, 设计了一套光纤对准夹具, 用于开放光路下脉冲激光的光纤耦合。使用波长为1 064 nm, 脉宽6 ns的调Q脉冲Nd:YAG激光, 研究了其在大功率石英光纤和AgI/Ag空芯光纤中的能量传输效率和损伤阈值。结果显示: 在焦点前后10 mm范围内, 石英光纤的传输效率平均值为76.2%, AgI/Ag空芯光纤的传输效率平均值为61.8%; 在焦点前2 mm处, 测得石英光纤损伤阈值为22.3 mJ, AgI/Ag空芯光纤损伤阈值为29.4 mJ。通过对比结果可知, AgI/Ag空芯光纤拥有较高的损伤阈值, 然而AgI/Ag空芯光纤的传输效率比石英光纤低约15%, 其工程化应用潜力还有待进一步开发。

为了解决单脉冲激光诱导击穿光谱(LIBS)技术在元素分析时空间分辨本领与分析灵敏度之间的矛盾, 本文利用一台双波长输出的Nd∶YAG激光器开展了双波长激光剥离-激光诱导击穿光谱(LA-LIBS)技术的研究。 其中532 nm的二倍频激光用于剥离样品; 1 064 nm的基频激光通过大芯径石英玻璃光纤传输并实现一定的延时后用于击穿被剥离的样品。 两束激光采用正交几何配置以实现高空间分辨高灵敏的元素分析。 实验研究了1 064 nm激光到光纤的耦合、 光纤输出后的准直以及再聚焦时的一些关键技术问题。 研究并得出了四种不同光纤对激光能量的传输能力。 选择利用芯径为800 μm, 数值孔径为0.39、 长50 m的石英玻璃光纤成功传输了15 mJ的调Q激光脉冲并实现了250 ns的延时。 并在此基础上开展了铜合金样品的双波长LA-LIBS分析, 实验验证了基于一台Nd∶YAG激光器开展双波长LA-LIBS研究的可行性。 该技术只需要一台激光器就可以完成相应的光谱分析, 具有系统结构简单, 便于小型化等优点, 适合对不同样品开展原位的高空间分辨高灵敏的元素显微分析。

针对激光起爆系统可能会出现起爆光路的不完整从而影响正常的起爆，设计了激光起爆系统自相关检测和互相关检测两种不同的光路完整性检测结构，并对两种结构进行了理论分析和对比。结果表明，自相关检测结构可以检测到激光起爆器回馈光纤中回波信号的最小功率为100nW，互相关检测结构能检测到激光起爆器回馈光纤中回波信号的最小功率为0.1nW。在满足检测激光功率最大为0.2mW的条件下，前者不能实现起爆光路完整性的检测，而后者可实现起爆光路完整性的检测。