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oe1(光电查) - 科学论文

64 条数据
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  • 本振频率抖动与激光线宽对超高速波特率相干系统的影响

    摘要： 通过理论分析与仿真，我们研究了正弦抖动音在超高速率长距离相干光系统中导致的系统影响及由此产生的本振（LO）激光器线宽要求，并在64Gbaud双偏振（DP）-16QAM系统中开展实验验证理论分析与仿真结果。同时获得了用于评定LO激光器的抖动干扰容限指标：频率低于~1MHz的抖动音具有更高容限（因其通常引发恒定频偏或相位偏移，可由接收端DSP跟踪补偿）；而频率高于~1MHz的抖动音容限显著收紧（因其将影响激光线型并诱发均衡器增强相位噪声EEPN），这类高频抖动音可能严重劣化系统性能。理论分析与数值结果表明：激光器线宽与正弦抖动音共同作用导致的EVM2与[Δν×Bs×L]和[Δfpp×Bs×L]2的加权和成正比（其中Δν为激光线宽，Bs为波特率，Δfpp为正弦抖动音导致的激光峰峰值频偏，L为光纤传输距离）。该结论适用于所有阶数QAM星座图，并阐述了其对未来100Gbaud及以上速率系统的指导意义。

    关键词： 激光噪声，光纤通信，相干通信

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 掺铒光纤放大器和激光器的统一形式理论

    摘要： 本文基于均匀展宽四能级跃迁模型，通过求解速率方程与传播方程组，在统一构型下建立了涵盖放大自发辐射和激发态吸收效应的掺铒光纤放大器与激光器（EDFALs）完整解析理论体系。该稳态理论不仅深入揭示了EDFALs相关物理现象的本质特征，还能通过合理选择泵浦强度、光纤长度等参数，在适用于信号光、泵浦光及ASE辐射的标准人眼安全低铒浓度均匀掺杂单模石英光纤中，精确评估同向/反向传输模式下的器件特性。

    关键词： 分析建模、掺铒光纤放大器、光纤通信、掺铒光纤激光器

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [IEEE 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑 (2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与光电子学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 基于人工神经网络的非线性傅里叶域光纤通信均衡器

    摘要： 非线性傅里叶变换（NFT）已展现出克服光纤通信系统中非线性信号失真挑战的潜力。然而关于基于NFT通信的基本特性仍存在诸多未知。光通信系统最重要的特性之一是抵抗光放大器必然产生的放大自发辐射（ASE）噪声的鲁棒性。这种噪声不仅像所有系统那样污染信号，更对基于NFT的系统产生特殊危害——破坏非线性薛定谔方程（NLSE）可积性的基本概念。此外，该噪声经过"直接NFT"非线性变换后与信号功率相关。现有研究初步建立了非线性傅里叶域噪声模型，并针对纯离散谱或纯连续谱调制等特殊情况提出了近似方法。但这些研究的局限性使其难以用于设计最优接收机——这正是分析噪声特性的主要工程目标。 另一方面，基于机器学习的光纤通信噪声特性研究已取得可喜成果?；餮埃∕L）既能解析噪声影响，也可缓解其扰动程度。特别是在基于NFT的系统中，当数据映射到信号离散谱（DS）时，接收端计算得到的DS包含噪声导致的伪元素。这些点通常被视为无用信息而被滤除。然而这些点与DS主元素存在相关性，其互信息可用于提升接收检测性能。本研究采用简单神经网络（NN）对周期NFT通信系统接收的DS进行反向传播。如图1a所示（基于64-QAM星座图），每个符号按文献[5,6]方法映射到周期信号的DS。通过精确逆变换构建具有给定DS的信号，并发送至含11个80公里标准单模光纤跨段的噪声链路。接收端计算的DS（包括带外分量）被输入基于NN的均衡器。我们将计算所得DS的全部数据作为输入特征向量送入双层（每层10个神经元）NN。系统采用拉曼放大并假设其能完美补偿跨段功率损耗。

    关键词： 均衡器、放大自发辐射噪声、神经网络、光纤通信、非线性傅里叶变换

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 光纤与大气光通信 || 光波传播

    摘要： 电磁波在现代通信系统（包括无线电和光通信，尤其是光通信系统）中起着关键作用。因此，光纤或激光通信重点研究麦克斯韦统一理论所描述的电磁现象，我们后续将详细探讨。光通信的研究始于1960年激光发明之后。随着光学激光器的改进以及对光波在时域和空域产生问题的理解加深，光波的大气传播研究也同步开展。然而，实际大气（由气体结构——气溶胶、雾、烟、湍流等，以及水成物——雪、雨、云等构成）中的天气问题、视距畅通问题、光束扩散与弯曲问题，使得自由空间光通信未能成为无线通信的主要形式。

    关键词： 光波传播、麦克斯韦方程组、大气传播、电磁波、光纤通信

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 用于批量生产中自对准光纤到芯片耦合的集成超材料界面

    摘要： 提高光子封装的可扩展性和成本效益是实现硅光子技术低成本、超高光学复杂度器件承诺的核心。实现这一目标的关键在于高效的大模场集成光纤耦合器与模式转换器。在光纤-芯片连接处采用标准光纤模式可避免昂贵的光纤内模式转换，并放宽对准公差以实现低成本组装和更高可靠性。超材料波导（亦称亚波长光栅）对此类结构尤为适用——它们提供无与伦比的设计灵活性，且反直觉地比实心芯波导对制造公差更具容错性。本文总结了我们将自对准的标准切割光纤与矩形硅路由波导对接的研究工作：通过将光纤V形槽与嵌入悬浮氧化膜的超材料转换器集成于芯片上，防止耦合器模式向衬底泄漏。我们展示了首次将V形槽与超材料转换器集成至300毫米CMOS量产设施制造的商业化结构所获得的光学结果，在60纳米测量带宽内，TE偏振峰值传输达-0.7分贝、TM偏振达-1.4分贝，相应频谱滚降分别为0.3分贝和0.4分贝。

    关键词： 光子带隙材料、封装、光纤通信、集成光电子学

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [IEEE 2018年第20届透明光网络国际会议(ICTON) - 布加勒斯特(2018年7月1日-2018年7月5日)] 2018年第20届透明光网络国际会议(ICTON) - 基于机器学习的物理层网络规划最优调制格式预测

    摘要： 物理层网络设计与规划流程十分繁琐。该过程包括列出调制格式、光纤类型、前向纠错码、信道间隔等所有可能的组合方案，通过大量仿真和实验室实验制定精细调校的工程规则，最终利用这些近似模型评估传输可行性。除流程复杂外，传统网络规划方法还存在两个根本问题：首先其几乎只提供保守设计方案，导致资源利用率低下；其次该方法无论从规划视角还是计算层面都难以扩展至下一代高粒度灵活网络。作为人工智能工具集的机器学习可通过数据驱动的模型开发及后续传输质量预测来解决上述问题。虽然网络规划是个广泛议题，本文我们重点研究基于神经网络的调制格式分类技术，该技术能自动为给定链路配置识别最优调制格式。

    关键词： 机器学习、分析学、通信网络、优化、光纤通信

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 偏振相关损耗对传输的偏振纠缠质量的影响

    摘要： 量子网络融合了光纤通信、量子光学和量子信息等多个不同研究领域，以实现经典方法无法达成的安全性、秘密共享和认证等能力。要开发实用的光纤量子网络，需要理解分布式量子态纠缠的传输距离、速率和质量。本文提出了一个理论模型，描述光纤网络中常见的偏振相关损耗（PDL）的大小和方向如何影响分布式量子态的纠缠质量。此外，我们还在理论上表征了如何最优地利用一个光纤信道中的PDL来非局域补偿另一个信道中存在的PDL。实验结果验证了我们的理论模型。

    关键词： 光纤通信，量子纠缠

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 光纤系统的信号处理

    摘要： 本文综述了相干光纤通信系统中采用的数字信号处理（DSP）方法。随着高速DSP技术的发展，色度色散（CD）和偏振模色散（PMD）等线性损伤可通过固定/自适应均衡器进行补偿。通过数字反向传播（DBP）技术，还能补偿色散与非线性效应的相互作用——该技术通过在数字域数值求解非线性薛定谔方程（NLSE），构建出色散、损耗及非线性系数符号与传输光纤相反的虚拟光纤来实现。DSP均衡显著提升了相干光纤系统的传输性能和无误码传输距离。

    关键词： 色度色散、非线性光纤光学、数字信号处理、光纤通信、微扰技术、偏振模色散、数字反向传播、相干通信

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 光放大器——几个不同的维度 || 绪论章节：重新审视光放大器

    摘要： 信息时代可被视为高速大带宽通信的时代，其依托光纤通信系统实现。信号传输超过千公里距离时必然导致信号衰减。由于传输介质（用于通信的光信道）存在多种损耗机制，信号在通信信道中传播时功率会逐渐减弱。显然，介质造成的衰减始终是影响光信号超长距离光纤传输（通信链路）的严峻问题。必须克服这种信号劣化，这使得信号放大技术至关重要。此外，为确保接收端能检测到信号携带的信息，信号必须具备最低阈值功率。因此，由于传输信道/系统的限制（表现为光纤损耗和色散），集成光纤和/或波导的光放大器在光纤通信系统中不可或缺——这些限制通常通过各类放大器来克服。实际上，损耗与色散相互关联[1]：当脉冲展宽（导致色散）时功率下降更明显（造成损耗），反之亦然。早期采用光电中继器进行放大，先将光信号转换为电流再用发射机再生[2]。但这种再生过程（尤其多通道光系统应用时）复杂且昂贵，因此光放大器作为传输中放大光信号的替代方案应运而生。该设备可直接放大光信号而无需转换为电信号——这正是传统中继器所需的特性。

    关键词： 损耗机制、光纤通信、信号衰减、放大、光放大器

    更新于2025-09-10 09:29:36

  • 无非线性相干传输的空芯反谐振光纤

    摘要： 我们首次展示了通过空芯反谐振光纤（HC-ARF）实现的多太比特/秒波分复用（WDM）数据传输。16个32-GBd双偏振（DP）奈奎斯特整形256QAM信号信道在270米长光纤中传输时未观察到任何功率代价。在单信道高功率传输实验中，尽管该光纤色散极低（<2 ps/nm/km），接收功率高达1 W时仍未出现非线性损伤。模拟表明，即使光纤衰减显著高于SMF-28，如此低的非线性水平也能支持在1200公里HC-ARF上实现6.4 Tb/s的传输速率。由于信号在空芯光纤中以接近真空光速传播，此类链路在延迟敏感型数据传输应用中具有重要价值。

    关键词： 空心反谐振光纤、光纤非线性、光纤通信、相干传输、调制

    更新于2025-09-09 09:28:46