南京工程学院 信息与通信工程学院, 南京 211167
为了分析半导体光放大器(SOA)中慢光效应, 构建了基于SOA中相干布居振荡效应引起慢光现象的理论模型, 分析了SOA中电流的调制频率、调制电流大小、直流电流大小、线宽增强因以及调制电流的相移与相对相位对相位延时量的影响。分析结果表明: 慢光效应可以由调制电流的大小和调制频率控制; 当输入直流电流小于200 mA时, 对控制SOA中的慢光效果不明显; 与透明电流相比, 输入的直流电流较大或较小分别得到快光、慢光; 当线宽增强因子不为0时, 边带信号光从快光变为慢光; 当相移Ψ=0°或90°时一直为慢光, 当相移Ψ=180°时一直为快光; 改变调制电流的相对相位可以让信号在慢光和快光之间变换。
半导体光放大器 慢光 相干布居振荡 semiconductor optical amplifier, slow light, coher
色散导致的信号相位变化经平方律检测后转化为非线性损伤, 限制了C波段强度调制直接检测(IMDD)光系统性能。传统Volterra非线性均衡器(VNLE)可以补偿此类非线性损伤, 但实现复杂度极高, 不适合低成本、短距离传输系统。Neighbor-grouped Volterra非线性均衡器(NG-VNLE)通过简并具有相同系数的Volterra项从而大幅降低了实现复杂度, 但简并操作也使得Volterra非线性项之间的差异被忽略, 均衡性能有所下降。提出了一种用于IMDD光系统的低复杂度非线性均衡器, 通过引入基于绝对值的非线性项, 补偿了被忽略的Volterra项之间的差异; 基于直调激光器(DML)的IMDD光系统的107 Gb/s四电平脉冲幅度调制(PAM4) C波段传输, 测试了新提出的非线性均衡器性能, 实验结果表明其性能与传统VNLE相近, 且实现复杂度降低了28%。
强度调制直接检测 非线性损伤 均衡器 低复杂度 intensity-modulation direct-dection, nonlinear dis
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
上海大学 特种光纤与光接入网重点实验室, 上海 200444
锥形光纤的结构形态对优化锥形光纤放大器光学性能具有重要意义。分析了不同结构形态锥形光纤的渐逝波透射深度的变化, 提出了2种锥形结构的优化方案, 并结合速率方程、功率方程及有限差分波束传输法建立了量子点锥形光纤放大器模型, 研究了锥形光纤结构形态对放大器性能的影响。仿真结果表明: 改变初始熔融长度和拉伸长度可使入射角在满足全反射条件下更接近临界角, 从而增加锥区表面的渐逝波深度, 优化后的锥形光纤结构形态有利于光纤放大器性能的提升。
锥形光纤 渐逝波 量子点光纤放大器 光学特性 PbS纳米材料 tapered fiber evanescent wave quantum dot fiber amplifier optical properties PbS nanomaterials
针对400 Gb/s光模块在研发和生产等环节中的测试需求, 提出一种低成本四阶脉冲幅度调制(PAM4)信号比特率误码测试仪(BERT)的设计方案。首先, 介绍了BERT的总体方案和实现原理, 并分析了400 Gb/s光模块测试对BERT的需求和光模块内部数字信号处理(DSP)芯片的特点; 其次, 根据不同的应用场景, 详细说明了BERT的2种硬件实现形式和软件设计要点; 最后, 对该BERT进行了实际测试, 给出了PAM4电信号和光信号的实测结果, 结果表明该BERT可以满足实际应用的需求。
400 Gb/s以太网 四阶脉冲幅度调制 比特误码率测试仪 码型发生器 误码检测器 400 Gb/s ethernet 4-level pulse amplitude modulation bit error ratio tester pattern generator error detector
双向掺铒光纤放大器(Bi-EDFA)是空域有源光纤腔衰荡传感系统的关键器件, 其增益特性和噪声特性直接影响传感系统的稳定性。设计了适用于空域有源光纤腔衰荡传感系统的低增益、低噪声的增益钳制Bi-EDFA, 并应用Optisystem仿真软件对其进行优化。仿真结果表明: 通过优化设计, 可获得增益系数、噪声系数分别为15.35 dB、3.52 dB, 且能保持增益钳制的Bi-EDFA。
空域有源光纤腔衰荡传感系统 双向掺铒光纤放大器 增益钳制 低增益 低噪声 space domain active fiber cavity ring-down sensing bidirectional erbium-doped fiber amplifier gain clamped low-gain low-noise
1 中国科学院大学 微电子学院, 北京 1001408
2 中国科学院 微电子研究所, 北京 100029
3 空军工程大学, 西安 710086
激光器驱动电路是光通信系统中发射端的重要部件, 为了适应高速电/光转换的需求, 基于28 nm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺, 设计了一种外调制激光器(EML)驱动电路, 整个驱动电路采用了5级级联的架构, 分别包括可变增益放大器(VGA)、两级连续时间线性均衡器(CTLE)、预放大器和输出级, 驱动电路内部采用了新型的互补放大和共源共栅结构, 驱动电路的输入为50 Gb/s的4阶脉冲振幅调制(PAM4)信号。仿真结果表明: 该驱动电路小信号带宽为27 GHz; 在12.5 GHz、0.16~0.312 VPP正弦输入下的输出摆幅为1 VPP时, 总谐波失真(THD)大小为2.21%, 电压增益范围为13.98~20.24 dB, 总功耗为340 mW。
外调制激光器驱动 4阶脉冲振幅调制 可变增益放大器 互补放大 共源共栅 externally modulated laser driver fourth order pulse amplitude modulation variable gain amplifier complementary amplification cascode
1 深圳光韵达光电科技股份有限公司, 广东 深圳 518057
2 中国科学院半导体研究所 中国科学院半导体材料科学重点实验室, 北京 100083
3 北京印刷学院 机电工程学院, 北京 102600
4 五邑大学 数字光芯片联合实验室, 广东 江门 529020
Nd:YAG陶瓷具有可大尺寸、低成本制备的特点, 但基于Nd:YAG陶瓷的锁模激光器尚未得到大量验证。采用Nd:YAG陶瓷作为增益介质、半导体可饱和吸收镜(SESAM)作为锁模元件, 优化设计了W型谐振腔。在泵浦功率为11.49 W时, 获得了波长为1.06 μm、重复频率为144 MHz和输出平均功率为1.25 W的稳定连续锁模激光, 锁模激光的脉冲宽度为33.6 ps, 单脉冲能量为8.7 nJ, 峰值功率为0.26 kW。实验结果表明: Nd:YAG陶瓷作为增益介质, 可应用于被动锁模超快皮秒激光器中。
激光二极管泵浦 Nd:YAG陶瓷 被动锁模 皮秒脉冲 激光器 laser diode pump Nd:YAG ceramic passive mode-locking picosecond pulse laser
1 广东工业大学 机电工程学院, 广州 510006
2 广州市自来水有限公司, 广州 510600
半导体脉冲激光器的结构、材料、加工工艺和驱动电源特性是其性能的重要影响因素, 结合脉冲宽度、输出功率和重复频率等技术指标, 综述了半导体脉冲激光器的发展与研究现状, 着重介绍了窄脉冲叠加直流偏置法、储能元件的应用、高速开关的级联或阵列、可编程逻辑器件的应用以及器件选型和布局创新这5种驱动电源性能提升方式, 并指出目前技术存在的不足。最后, 对半导体脉冲激光器的发展趋势进行了展望。
半导体脉冲激光器 脉冲宽度 输出功率 重复频率 驱动电源 semiconductor pulsed laser pulse width output power repetition frequency driving power
中国电子科技集团公司 第四十一研究所, 安徽 蚌埠 233010
为了满足光纤通信市场对各类光纤熔接机产品的需求, 从产品模块化的角度设计了光纤熔接机基础平台。结合系统框图给出了基础平台的总体设计方案, 并对基础平台的主要组成进行了详细的介绍, 然后描述了验证测试方案以及测试结果。试验结果表明: 该方案合理可行, 满足各类光纤熔接机产品快速响应市场的需求。
光纤熔接机 基础平台 剪断法 接续损耗 optical fiber fusion splicer basic platform cutting method splice loss
