作者单位
摘要
西安理工大学 自动化与信息工程学院,西安 710048
液晶空间光调制器(LC-SLM)通过对液晶折射率的调制来实现对光程的控制,在自适应光学中起着重要的作用。文章梳理了国内外LC-SLM的发展现状,对LC-SLM的工作原理和相位标定原理进行了详细介绍,针对LC-SLM在自适应光学中的应用,对国内外LC-SLM关键技术研究状况进行了讨论,分析总结了西安理工大学在该领域的实验研究。最后展望了LC-SLM的应用前景。
自适应光学 液晶空间光调制器 波前畸变校正 adaptive optics LC-SLM wavefront distortion correction 
光通信研究
2024, 50(2): 22007301
作者单位
摘要
上海大学 特种光纤与光接入网重点实验室,上海 200444
【目的】

具有可调谐能力的高频微波载波(GHz)在第五代移动通信技术(5G)/第六代移动通信技术(6G)无线网络、雷达系统和卫星通信领域中有着广泛的应用。由于比较简单的系统结构、大带宽和低损耗的优点,基于光子技术生成高频可调谐微波载波的技术方案吸引了国内外研究团队的广泛关注。由于目前C波段有着成熟的商用器件,因此目前光生微波实验多在C波段进行。随着波分复用(WDM)—光载射频(ROF)技术借助WDM系统在光频域的合/分波来灵活实现微波频段的合/分波,利用ROF系统采用光生微波技术来简化基站配置,使得C波段的有限带宽资源(35 nm,1 530~1 565 nm)越来越紧张。因此,光生微波技术的研究有着向更宽光谱范围扩展的驱动力。U波段可以提供宽至50 nm(1 625~1 675 nm)的信道带宽来缓解C波段的信道利用压力。在U波段,标准单模光纤已实现低至0.195 dB/km(@1 625 nm)的光功率损耗,特别是,掺铥光纤放大器在U波段也可实现达到18.7 dB(@1 655 nm)的大带宽增益。因此,基于标准单模光纤的WDM系统可向U波段扩展,从而促使WDM-ROF技术向这一波段延伸,进而带动光生微波技术向U波段拓展。文章研究了U波段的光生微波技术。

【方法】

从数学模型上看,现有光生微波技术对所应用的光载波波段是透明的,只需选择对应工作波段的光子学器件就可在任意波段使用这些方法来产生微波载波。从原理上看,C波段的光子学器件(如偏振控制器、相位调制器(PM)和光纤移相器(FPS)等)可以工作在U波段,这些器件的工艺技术成熟并易于购置。因此,文章采用C波段的PM、FPS和光耦合器等光子学器件,基于U波段光载波搭建了光生微波载波系统。

【结果】

最终基于该系统产生了调谐范围覆盖7.5~12.0 GHz、杂散抑制比达29.6~35.2 dB的可调谐微波载波。

【结论】

文章通过公式原理分析和实验验证,实现了将光生微波载波技术的工作波段扩展至U波段。

光生微波载波 U波段 光相位调制器 强度调制 频率可调谐 杂散抑制比 photogenerated microwave carrier U-band optical PM intensity modulation frequency-tunable spurious suppression ratio 
光通信研究
2024, 50(2): 22005401
作者单位
摘要
1 长春理工大学 光电工程学院,长春 130022
2 长春理工大学 空间光电技术国家地方联合工程研究中心,长春 130022
3 长春理工大学 电子信息工程学院,长春 130022
为了给航空动平台激光通信的附面层效应校正系统提供验证条件,设计了一种基于液晶空间光调制器来模拟附面层效应的模拟器。首先,从几何光学的角度分析附面层效应,将其等效为负透镜。然后,利用计算机对不同飞行条件下附面层效应与等效负透镜焦距之间的关系进行数值分析仿真。之后在液晶空间光调制器上导入不同焦距透镜的相位灰度图以实现变焦透镜的功能,通过改变变焦透镜的焦距来模拟航空平台不同飞行条件下的附面层效应。最后通过实验验证模拟的准确性,在环境温度下,模拟附面层效应的液晶空间光调制器得到的光斑图像由红外相机拍摄,之后进行图像处理分析实际光斑大小,并与理论计算光斑大小比较,得出误差曲线图。研究结果显示,基于液晶空间光调制器模拟附面层效应引起散斑效应的理论光斑大小与实际光斑大小的均方根误差为0.043 75,验证了所提出的方法的可行性和有效性。
光通信 附面层效应 光斑分析 液晶空间光调制器 液晶变焦透镜 模拟器 Optical communication Boundary layer effect Spot analysis Liquid crystal spatial light modulator Liquid crystal zoom lens Simulator 
光子学报
2024, 53(2): 0223001
作者单位
摘要
西安邮电大学电子工程学院,陕西 西安 710121
提出一种高平坦宽带光学频率梳(OFC)信号产生方案,对高平坦、宽带电光频梳信号产生机理与方法开展了理论研究与仿真分析。在仿真分析中,利用双驱动马赫-曾德尔调制器产生光频梳信号,利用相位调制器进一步提升梳状线的数量,最后通过联合优化马赫-曾德尔调制器的驱动信号功率和直流偏置电压来提高平坦度。仿真结果显示,该方案可产生带宽为1.08 THz的宽带光频梳信号,音噪比(TNR)达到60 dB、平坦度达到0.5 dB。将所提方案应用于光载太赫兹通信系统,通过仿真验证了单通道及多通道16阶正交幅度调制(16QAM)太赫兹信号在背对背(BTB)或10 km光纤传输情况下的传输性能。结果表明,上述每种情况下的误码率都低于前向纠错码的阈值。
光频梳 马赫-曾德尔调制器 相位调制器 
激光与光电子学进展
2024, 61(5): 0522002
作者单位
摘要
1 西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710021
2 中国科学院西安光学精密机械研究所光子制造系统与应用研究中心,陕西 西安 710119
液晶空间光调制器(LCSLM)加载计算全息图实现激光分束时,会在焦平面处产生零级光干扰,为了解决这一情况,提出一种加载达曼光栅灰度图至液晶空间光调制器的方法,利用相消干涉,从而消除零级光干扰。基于模拟退火算法,求解出相位转折点集,在VirtualLab中进行仿真模拟,利用MATLAB软件编写生成达曼光栅灰度图的脚本文件,搭建基于硅基液晶空间光调制器(LCOSSLM)的验证系统,对调制效果进行测验。结果表明:通过加载达曼光栅灰度图进行激光分束,在CCD视场内明显去除了零级光干扰,且实际分束效果与仿真模拟结果相近,在一维五分束下的分束均匀度达97.190%,优于GSW算法生成的光栅形式全息图的调制效果。以大光点间距进行一维二、七分束的效果观测,分束均匀度分别达98.453%、96.820%,又进行二维分束观测,测量分束均匀度可达95.436%,且均未在CCD视场内观测到零级光。
液晶空间光调制器 飞秒激光 纯相位调制 达曼光栅 衍射结构 
激光与光电子学进展
2024, 61(4): 0411008
作者单位
摘要
华南师范大学信息光电子科技学院,广东 广州 510006
综述了近期基于腔内空间光调制器的超快光纤激光器的研究进展,总结了目前基于腔内空间光调制器的超快光纤激光器所能实现的基本功能和输出特性,同时介绍了本课题组基于腔内空间光调制器的研究成果,最后对腔内空间光调制器驱动的超快光纤激光器的发展趋势和应用前景进行了展望。
激光器 超快光纤激光器 空间光调制器 光场调控 脉冲整形 色散管理 
激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0114009
王玉平 1,2,*朱磊 3仲嘉琪 3王谨 3[ ... ]令维军 1,2
作者单位
摘要
1 天水师范学院 电子信息与电气工程学院,天水 740001
2 集成电路封装测试教育部工程研究中心,天水 740001
3 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院,武汉 430071
提出一种基于同位素原子饱和吸收谱稳频的拉曼激光方案,并应用于原子干涉仪激光系统的小型化。该方案使用同位素原子吸收泡代替现有拉曼光方案中的移频或调制光学器件,以实现拉曼激光的稳频和失谐,使光路和电路同时简化。针对85Rb原子干涉仪,87Rb原子D2线的饱和吸收谱被用于对拉曼激光进行稳频,稳频后的拉曼激光红失谐在GHz量级,线宽约为80 kHz。将该拉曼激光用于原子干涉仪获得了对比度为20%的干涉条纹,重力测量的灵敏度为345 μGal/Hz1/2。连续24 h重力测量数据的阿伦方差显示原子干涉仪的分辨率约为2×10-8g@7 500 s。该拉曼激光的频率噪声引起的单次重力测量噪声优于1 μGal,完全可以满足μGal量级的重力测量需求。该拉曼激光方案有助于推动原子干涉仪激光系统的小型化、轻量化和实用化。
原子干涉 激光冷却 拉曼激光 饱和吸收谱 电光调制器 Atom interferometer Laser cooling Raman laser Saturated absorption spectrum Electro-optic modulator 
光子学报
2024, 53(1): 0114004
程亚 1,2,*
作者单位
摘要
1 华东师范大学物理与电子科学学院,上海 200241
2 中国科学院上海光学精密机械研究所强场激光物理国家重点实验室,上海 201800

近年来,薄膜铌酸锂光子集成技术发展极为迅速,其背后有着深刻的物理、材料、技术原因。单晶薄膜铌酸锂为解决光子集成芯片领域长期存在的低传输损耗、高密度集成以及低调制功耗需求提供了至今为止综合性能最优的解决方案。面向未来的新一代高速光电器件与超大规模光子集成芯片应用,本文回顾了薄膜铌酸锂光子技术的起源及其近期的快速发展,讨论了若干薄膜铌酸锂光子结构的加工技术,并展示了一系列当前性能最优的薄膜铌酸锂光子集成器件与系统,包括超低损耗可调光波导延时线、超高速光调制器、高效率量子光源,以及高功率片上放大器与片上激光器。这些器件以其体积小、质量轻、功耗低、性能好的综合优势,将对整个光电子产业产生难以估量的影响。

光子集成 光波导 调制器 微波光子学 光量子集成器件 薄膜 薄膜铌酸锂 
中国激光
2024, 51(1): 0119001
王港伟 1,2周梦宇 1,3张军勇 1,4,*刘诚 1,**
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理联合实验室,上海 201800
2 中国科学院大学,北京 100049
3 上海科技大学物质科学与技术学院,上海 201210
4 上海交通大学IFSA合作创新中心,上海 200240
基于梅斯林对切光子筛,提出了一个小程差的干涉测量方案以校准空间光调制器。该方案不仅提供了参考坐标系,补偿了系统振动对定标结果的扰动,而且获得了高信噪比的干涉光斑,降低了测量系统对探测器灵敏度的要求。在批量提取干涉光斑质心后,通过参考坐标系转换,得到了相位调制曲线。该曲线通过了波前分析仪的相位检定,632.8 nm和488 nm波长光的标定曲线的残差最大峰谷值小于0.012λλ为波长)。结果表明,该方案是一个适用于空间光调制器的高稳定高精度的干涉校准方法。
测量 空间光调制器 相位校准 衍射光学元件 干涉 
中国激光
2024, 51(2): 0204002
作者单位
摘要
华东理工大学 物理学院,上海200237
用空间光调制器模拟叉形光栅的方式产生高阶和分数阶涡旋光束,分离各阶涡旋光束并探究单级特性,探测其拓扑荷数以验证实验方法的正确性。设计了涡旋光束生成光路,编写了产生叉形光栅全息图的计算机程序,利用透射式空间光调制器模拟叉形光栅,以全息图的方式加载到空间光调制器上。调节参数改变全息光栅图样,得到拓扑荷数从1.0到100.0的整数阶与间隔为0.1的分数阶涡旋光束。利用孔径光阑分离出一级衍射,分析其特性并利用干涉法测量其拓扑荷数。实验发现,整数与分数阶光场分布与拓扑荷数为单调关系,拓扑荷数接近100时光束质量显著下降的特性,利用干涉法测得的拓扑荷数与计算全息图设置的参数完全相同。干涉测量结果验证了计算全息方法的正确性。该方法装置简易、参数可调,可为高阶和分数阶涡旋光的产生和应用提供一定的参考。
涡旋光束 空间光调制器 衍射光栅 轨道角动量 optical vortex spatial light modulator diffraction grating orbital angular momentum 
光学 精密工程
2023, 31(19): 2809

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