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基于光谱分析的新型OSNR测量技术及其在相干检测系统中的应用
摘要： 我们讨论并回顾了在用光信噪比（OSNR）测量技术，重点关注基于光谱分析的方法。简要回顾了早期采用在线放大器的多波长系统中的OSNR定义及测量流程，并详细阐述了基于光谱的OSNR测量方法的发展——从适用于偏振态、滤波型DWDM信号的方案，到当前基于相干检测的DWDM系统代际演进。针对偏振信号测量提出了数学实现方案及其向参考基准法的演进过程，该方法可独立于相干传输格式和接收机指标来测量偏振复用信号。通过大量相干传输应用场景验证了该参考基准技术的性能，证明其能耐受光纤非线性导致的信号频谱畸变。我们还阐释并演示了该技术区分在线放大器产生的放大自发辐射噪声与非线性工作状态生成的"类高斯"噪声的能力。最后，针对在线滤波导致信号频谱显著畸变的链路，我们扩展了该OSNR测量技术，并展示其在故障排查与维护监测场景中的应用。所有测试条件下的OSNR测量统计数据表明，该技术精度水平完全适用于部署了ROADM和相干转发器的现网DWDM系统。
关键词： 信噪比、光接收机、光纤测试、光纤通信
更新于2025-09-23 15:21:21
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基于反相器的CMOS低功耗光接收机前端
摘要： 本文提出了一种采用0.18微米CMOS工艺的2.5 Gb/s低功耗光接收机前端电路，由跨阻放大器(TIA)和三级限幅放大器(LA)构成。所设计的TIA采用改进型反相器结构，通过使用二极管连接晶体管相比传统反相器电路适当降低了输入电阻。同时在输出节点并联有源电感与二极管连接晶体管，在提供低输出电阻的同时，通过与负载电容谐振扩展-3dB带宽。此外采用三级LA获得额外增益，每级LA单元均采用有源电感负载。HSPICE仿真表明该TIA电路在1.5V电源下实现42.24 dBΩ跨阻增益、1.96 GHz带宽、11.7 pA/√Hz输入参考噪声，功耗仅972 μW。整机仿真结果显示在1.5V供电时获得75.6 dB增益、1.7 GHz带宽及6.54 mW功耗。结果表明该接收机系统具有优良性能，适合作为低功耗光接收前端应用。
关键词： 限幅放大器、跨阻放大器、低功耗、光接收机
更新于2025-09-24 07:32:08
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[2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 美国伊利诺伊州芝加哥（2019年6月16日-2019年6月21日）] 2019年IEEE第46届光伏专家会议（PVSC）- 光谱对巴西东北部多晶硅及新一代碲化镉光伏性能的影响
摘要： 我们开发了一款5×5平方毫米的紧凑型硅光接收器，搭载28纳米CMOS跨阻放大器（TIA）芯片。该接收器芯片采用光电融合设计技术，通过优化光电器件接口实现高速高效运行——因为光电器件接口特性对接收器性能影响显著。我们使用光学引脚实现多模光纤与锗光电探测器之间的简易光对准。光电探测器与跨阻放大器之间的铝质带状线提升了3分贝带宽，因其特性阻抗大于TIA输入阻抗。蚀刻绝缘体上硅（SOI）晶圆上的共面波导（CPW）通过减小波导与硅层间的电场重叠，实现了低插入损耗。实验证明该接收器在25°C和85°C环境下均可实现25Gb/s无误码传输，其最低灵敏度与功耗分别为：25°C时-11.0dBm/2.3mW/Gb/s，85°C时-10.2dBm/2.5mW/Gb/s。结果表明该接收器具备高温环境实用价值。
关键词： 光电集成电路、硅光子学、光互连、CMOS跨阻放大器、光接收机、多模光纤传输
更新于2025-09-19 17:13:59
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光纤通信（原理与应用）|| 光接收机
摘要： 电子通信系统中接收机的作用是以尽可能低的载波功率电平提取对应发射机发送的信息。光纤通信链路中光接收机的主要功能是将接收到的光信号转换为等效电信号并恢复数据。光接收机的核心组件之一是光电探测器，它利用光电效应将入射光信号转换为电信号。高灵敏度、大动态范围、快速响应（即获取时间）、高可靠性、低噪声、与光纤尺寸兼容以及低成本是光电探测器的重要性能要求。半导体光电探测器最能满足这些需求，它能将光纤传输的光信号转换为等效电信号以供后续处理，从而实现预期输出。适用于800-900纳米、900-1100纳米和1100-1600纳米三个光谱范围的光电探测器类型，在制造材料和组装工艺上各有差异。PIN光电二极管是理想的半导体光电探测器件，因其能提供高量子效率、快速响应及高频调制工作能力。光电探测器可检测的最小接收光功率受噪声限制。全集成单光束光接收机包含半导体光电二极管、电域前置放大器、数字逻辑电路及片外电子驱动电路。本章全面讨论光电探测器和光接收机的关键要素：首先阐述光电探测过程的基本原理，继而介绍光接收机常用各类光电探测器，随后说明光接收机单元的组成部件，最后详细分析限制信噪比的光接收机噪声源、接收机灵敏度参数及其劣化机制。
关键词： 半导体光电探测器、噪声性能、量子效率、光电探测器、雪崩光电二极管（APD）、p-i-n光电二极管、接收机灵敏度、响应度、光接收机
更新于2025-09-12 10:27:22