董毅 1,2,*魏伟 1,2,**王喜 1,2谢玮霖 1,2[ ... ]薄天外 1,2
作者单位
摘要
1 北京理工大学光电学院,信息光子技术工业和信息化部重点实验室,北京 100081
2 北京理工大学长三角研究院(嘉兴),浙江 嘉兴 314011
光载微波光纤稳定传输技术解决了天线组阵中所需的延时(或相位)稳定的微波信号远距离分配难题,在多天线协同的新一代微波测量中具有不可替代的作用。本文介绍了光载微波光纤稳定传输的基本理论,分析了制约传输稳定性的关键因素,并展示了基于相位预补偿和基于光延时校正的提高传输稳定性的技术途径。通过光电双外差混频的相位检测高灵敏地感知光纤链路延时变化,并分别利用微波相位调控和光延时调控来对这一变化进行高精度的补偿,最终实现了多路时间抖动在数十fs量级的高稳定光载微波传输,为天线组阵等多天线协同微波测量中的信号级同步提供了有效的解决方案。
光纤光学 天线组阵 光载微波 微波光子 光纤传输 
光学学报
2023, 43(15): 1506002
作者单位
摘要
上海航天电子技术研究所,上海 201109
针对当前照射制导设备数据传输能力存在的问题,文章提出了一种基于串并收发器技术、传输速率为2.5 Gbit/s的光电通信系统设计。该设计以串并收发器为核心,采用光纤传输与现场可编程门阵列(FPGA)软件结合的方式对网络报文控制数据、状态采样数据和同步时序信号等不同速率和接口形式的数据进行组帧和解帧处理,最终实现了高速光电系统的通信。测试结果表明,该系统大幅提升了阵面数据信息的传输和处理速率,同时降低了传统阵面与地面通信系统的硬件设备数量和繁杂度,突破了阵面与地面间的传输距离限制。
串并收发器 光纤传输 照射制导 千兆位以太网 现场可编程门阵列 serial parallel transceiver optical fiber transmission illumination guidance gigabit Ethernet FPGA 
光通信研究
2023, 49(2): 34
伍玉山 1,2王俊丽 1,2毛晓鑫 1,2王龙生 1,2[ ... ]王安帮 1,2,*
作者单位
摘要
1 新型传感器与智能控制教育部重点实验室(太原理工大学),山西 太原 030024
2 太原理工大学物理与光电工程学院,山西 太原 030024
混沌激光在载波通信、密钥分发等信息安全传输领域具有巨大的应用潜力,但放大器自发辐射噪声、光纤色散以及非线性效应会降低混沌信号的保真度,进而限制单跨光纤混沌同步的距离。本文通过研究滤波器线宽、光纤色散补偿偏差以及混沌入纤功率对混沌激光传输保真度的影响,探明了单跨光纤混沌同步的极限距离,并在实验中实现了200 km单跨光纤中保真度为0.9214的混沌信号传输。以此信号为驱动,获得了同步系数为0.9043的共驱混沌同步,为长距离混沌载波通信与密钥分发的实现提供了基础。
光通信 混沌激光 混沌同步 光纤传输 载波通信 密钥分发 
中国激光
2023, 50(5): 0506002
刘旭超 1,2,*孙时伦 1,2李少波 1,2温佳旭 1,2李华贵 1,2,**
作者单位
摘要
1 中国电子科技集团公司网络通信研究院,河北 石家庄 050081
2 河北省光子信息技术与应用重点实验室,河北 石家庄 050081
量子-经典信号共纤传输技术对实用化量子保密通信网络建设具有重要意义。针对经典光在光纤信道中的拉曼散射(RS)、四波混频(FWM)以及交叉相位调制(XPM)等非线性效应对量子信号的噪声干扰,构建了量子-经典信号共纤传输连续变量量子密钥分发(CVQKD)系统的安全密钥率仿真模型,重点分析了经典光功率、信道间隔和探测方式对系统噪声和密钥率的影响。结果表明,在近距离传输时,FWM噪声占主导地位,在传输距离大于10 km时,XPM噪声大于RS和FWM噪声。系统总噪声与经典光功率正相关,与波分复用信道间隔反相关。零差和外差检测下,随着传输距离的增加,安全密钥率整体变化趋势接近,零差检测方式具有更大的极限传输距离。该研究工作可为实用化量子-经典信号共纤传输CVQKD系统的优化设计提供参考。
量子光学 连续变量量子密钥分发 共纤传输 拉曼散射 四波混频 交叉相位调制 
光学学报
2023, 43(1): 0127002
作者单位
摘要
1 国家电网有限公司 信息通信分公司, 北京100761
2 国网湖北省电力有限公司 信息通信公司, 武汉 430077
3 长飞光纤光缆股份有限公司 光纤光缆制备技术国家重点实验室, 武汉 430073
G.654.E光纤应用于传输系统中, 因截止波长大以及与收发端设备的耦合方式, 可能产生多路径串扰(MPI)从而影响传输性能。为了探究MPI的影响因素, 通过窄带外腔激光器/光功率计法在1310 nm光源波长下分析了光纤类型、光纤长度、打圈条件、连接方式和尾纤类型对MPI的影响。实验结果表明: 对于短距离链路, 可通过热熔代替活动连接器以及打圈滤模来减小MPI;而对于长距离链路, 尽量避免不同类型光纤的混合连接。
光纤传输 G.654.E光纤 多路径串扰 短距离链路 长距离链路 fiber transmission, G.654.E fiber, multi-path inte 
光通信技术
2022, 46(5): 99
Author Affiliations
Abstract
Manipulating and real-time monitoring of neuronal activities with cell-type specificity and precise spatiotemporal resolution during animal behavior are fundamental technologies for exploring the functional connectivity, information transmission, and physiological functions of neural circuits in vivo. However, current techniques for optogenetic stimulation and neuronal activity recording mostly operate independently. Here, we report an all-fiber-transmission photometry system for simultaneous optogenetic manipulation and multi-color recording of neuronal activities and the neurotransmitter release in a freely moving animal. We have designed and manufactured a wavelength-independent multi-branch fiber bundle to enable simultaneous optogenetic manipulation and multi-color recording at different wavelengths. Further, we combine a laser of narrow linewidth with the lock-in amplification method to suppress the optogenetic stimulation-induced artifacts and channel crosstalk. We show that the collection efficiency of our system outperforms a traditional epi-fluorescence system. Further, we demonstrate successful recording of dynamic dopamine (DA) responses to unexpected rewards in the nucleus accumbens (NAc) in a freely moving mouse. We also show simultaneous dual-color recording of neuronal Ca2+ signals and DA dynamics in the NAc upon delivering an unexpected reward and the simultaneous optogenetic activating at dopaminergic terminals in the same location. Thus, our multi-function fiber photometry system provides a compatible, efficient, and flexible solution for neuroscientists to study neural circuits and neurological diseases.Manipulating and real-time monitoring of neuronal activities with cell-type specificity and precise spatiotemporal resolution during animal behavior are fundamental technologies for exploring the functional connectivity, information transmission, and physiological functions of neural circuits in vivo. However, current techniques for optogenetic stimulation and neuronal activity recording mostly operate independently. Here, we report an all-fiber-transmission photometry system for simultaneous optogenetic manipulation and multi-color recording of neuronal activities and the neurotransmitter release in a freely moving animal. We have designed and manufactured a wavelength-independent multi-branch fiber bundle to enable simultaneous optogenetic manipulation and multi-color recording at different wavelengths. Further, we combine a laser of narrow linewidth with the lock-in amplification method to suppress the optogenetic stimulation-induced artifacts and channel crosstalk. We show that the collection efficiency of our system outperforms a traditional epi-fluorescence system. Further, we demonstrate successful recording of dynamic dopamine (DA) responses to unexpected rewards in the nucleus accumbens (NAc) in a freely moving mouse. We also show simultaneous dual-color recording of neuronal Ca2+ signals and DA dynamics in the NAc upon delivering an unexpected reward and the simultaneous optogenetic activating at dopaminergic terminals in the same location. Thus, our multi-function fiber photometry system provides a compatible, efficient, and flexible solution for neuroscientists to study neural circuits and neurological diseases.
fiber photometry all-fiber-transmission multi-color optogenetic neuroscience 
Opto-Electronic Advances
2022, 5(12): 210081
宋巍 1,2,3谢友金 1,2李治国 1,2,*郝伟 1,2[ ... ]孙传东 1
作者单位
摘要
1 中国科学院西安光学精密机械研究所,西安 710119
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 中国科学院空间精密测量重点实验室,西安 710119
3 中国科学院大学,北京 100049
基于渐变折射率透镜准直器一定程度上可以提高空间光-光纤耦合效率,但会引入光纤与渐变折射率透镜装配误差和渐变折射率透镜间位置误差。鉴于以上两种误差情况,本文提出了修正光纤与渐变折射率透镜装配误差的位移法和基于楔形棱镜和平板玻璃的光束指向调整法。首先运用光线传输矩阵的数学分析方法建立了光线传输模型,分析当光纤与渐变折射率透镜存在距离误差和位置误差下耦合效率的变化,最后利用位移法降低了距离误差对插入损耗的影响,使系统插入损耗降低至0.2 dB。在存在位置误差下利用光束指向调整法降低插入损耗至0.7 dB。这两种方法可以有效提升光纤旋转连接器耦合效率。
光纤传输系统 插入损耗 激光通信 渐变折射率透镜 光线传输模型 光纤旋转连接器 耦合效率 Optical fiber transmission systems Insertion loss Laser communication Gradient-index lens Light transmission model Fiber optic rotary joints Coupling efficiency 
光子学报
2022, 51(11): 1106005
作者单位
摘要
上海交通大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室,上海 200240
为了对现有的时间传递系统进行管理和控制,保障系统的灵活性、完备性、安全性和高可用性,设计了一整套光纤时间传递监控系统。在系统结构上采用集中式的结构,在功能上包括故障管理、性能管理、配置管理、安全管理和数据存储与管理5个部分,并对各个功能的具体实现方法作了详细的说明。监控系统对时间传递系统各节点进行集中管理和分散控制,并将获取到的数据存储在数据库中。最后在基于双向时分复用同纤同波的点对点时间传递系统上测试了监控系统,实验表明该系统能够对系统实时监控并对故障做出一定的处理,具有较高的可靠性。
时间传递 系统监控 故障管理 光纤传输 time transmission system monitoring fault management fiber transmission 
光学仪器
2022, 44(3): 81
田霖 1林睿 1龙函 2徐健 2[ ... ]陈保豪 1
作者单位
摘要
1 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司,广州 510623
2 武汉光迅科技股份有限公司,武汉 430074
针对偏振复用—正交相移键控(PDM-QPSK)无中继光纤传输系统中的非线性损伤问题,文章重点研究了一种基于K最邻近(KNN)聚类算法的非线性补偿技术。通过计算测试数据到所有训练数据点的距离对测试数据进行分类实现了对光纤非线性补偿。研究结果表明,在112 Gbit/s PDM-QPSK 350 km色散管理无中继光纤传输系统中,基于KNN算法的非线性补偿技术能够有效地补偿传输光纤非线性引起的损伤。特别地,在系统误码率为10-3时,经KNN算法非线性补偿后输入端信号的光功率可提升约1 dBm。
无中继光纤传输系统 偏振复用—正交相移键控 K最邻近聚类算法 非线性补偿 unrepeatered fiber transmission system PDM-QPSK KNN nonlinearity compensation 
光通信研究
2021, 47(6): 29
姚鑫 1,2†张巍 1,3,*†黄翊东 1,3
作者单位
摘要
1 量子信息前沿科学中心, 北京市未来芯片技术高精尖创新中心, 北京信息科学与技术国家研究中心,清华大学电子工程系, 北京 100084
2 中国空间技术研究院西安分院, 陕西 西安 710100
3 北京量子信息科学研究院, 北京100193
传统鬼成像利用两路光的位置-位置或动量-动量关联特性实现。当光束沿单模光纤传输时,这些关联特性是无法保持的,因此传统鬼成像无法通过单模光纤长距离传输实现。在自发非线性参量过程产生的信号光子和闲频光子之间,以及在热光分束后形成的两束光之间存在频率关联特性,这种关联特性可以在光纤传输过程中稳定保持,基于此可以实现长距离光纤传送的时域鬼成像。这些工作拓展了鬼成像的实现方法,为大地理尺度下鬼成像的应用拓展了新思路。本文综述了基于频率关联的长距离光纤传输时域鬼成像的原理和实现方法,介绍了一种时域鬼成像的典型应用——量子安全鬼成像,最后对时域鬼成像的前景进行了展望。
成像系统 量子鬼成像 热光鬼成像 频率关联 光纤传输 
激光与光电子学进展
2021, 58(10): 1011007

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