光子灯笼模分复用系统MIMO-free高速传输实验 被引量：2

1

作者 唐胜龙 武保剑 +2 位作者 严伟 文峰 赵天烽 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期79-87,共9页

为考察无需多输入多输出模分复用系统的高速信号传输能力,采用模式选择光子灯笼型模式复用/解复用器构建了2×100 Gb/s双偏振正交相移键控模分复用通信实验系统,系统中用到的少模偏振控制器状态可由LP_(01)和LP_(11b)两个模式信道... 为考察无需多输入多输出模分复用系统的高速信号传输能力,采用模式选择光子灯笼型模式复用/解复用器构建了2×100 Gb/s双偏振正交相移键控模分复用通信实验系统,系统中用到的少模偏振控制器状态可由LP_(01)和LP_(11b)两个模式信道的信串比参数准确表征。测试了系统误码率与信串比关系,实现两个信道纠后无误码传输的条件为信串比约大于8 dB。当两个信道的信串比分别为14.25 dB和13.81 dB时,与背对背收发系统相比,纠后无误码阈值(10^(-2))的接收光功率代价分别为1.40 dB和4.76 dB。分析了光纤衰减、偏振模色散和模式串扰对高速传输系统的影响,估算了串扰受限系统可支持的少模光纤传输距离约为30 km。 展开更多

关键词 光纤通信 模分复用 信串比 光子灯笼 双偏振正交相移键控

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光子灯笼技术及在天文中的应用(特邀) 被引量：1

2

作者 韩子健 袁祥岩 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期37-56,共20页

天文观测仪器的蓬勃发展推动了对小体积、低成本、高效率的新一代仪器的研究工作。近年来,集成光学元件的发展为天文技术与方法带来了新机遇,天文光子学应运而生,为天文观测提供低成本、集成化的新一代高性能天文光学仪器。光子灯笼是... 天文观测仪器的蓬勃发展推动了对小体积、低成本、高效率的新一代仪器的研究工作。近年来,集成光学元件的发展为天文技术与方法带来了新机遇,天文光子学应运而生,为天文观测提供低成本、集成化的新一代高性能天文光学仪器。光子灯笼是一种低插入损耗、高模式选择性的新型全光纤线性光学器件,以综合单模光纤系统与多模光纤系统的优势,并实现模式转换与模式控制,可用于天文红外光谱滤波、光纤扰模、波前传感等方面。本文就光子灯笼器件的概况、工艺制备、天文领域前沿应用、挑战与前景等方面进行介绍。 展开更多

关键词 天文光学 光纤光学 光子灯笼 光谱测量 波前传感

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使用灰度矩阵分析光子灯笼模式控制性能波动

3

作者 赵欣瑞 董一甲 +2 位作者 宁永强 林星辰 朱洪波 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第19期2818-2826,共9页

为了分析光子灯笼用于光合束时的模式控制能力波动,建立算法提取光场灰度矩阵,使用数值计算结果替代角功率分布方差来分析光子灯笼模式控制能力随合束功率的波动。根据功率流方程与临近模耦合理论推导了算法的理论基础。从算法结构和灰... 为了分析光子灯笼用于光合束时的模式控制能力波动,建立算法提取光场灰度矩阵,使用数值计算结果替代角功率分布方差来分析光子灯笼模式控制能力随合束功率的波动。根据功率流方程与临近模耦合理论推导了算法的理论基础。从算法结构和灰度值提取精度参数两方面详细介绍灰度提取算法。通过对比复原图与原光场图,证明算法将光强分布情况转化成灰度值矩阵的数值准确性;最后,以自制的3×1光子灯笼在弱主动模式控制下的表现为例,分析其模式控制能力随合束功率变化导致的输出光质量与合束损耗的变化。实验结果解释了合束功率从0增加到270 mW时3×1光子灯笼的光合束损耗曲线斜率变化以及合束光最大高斯拟合度波动。算法能简单、快速地分析光子灯笼用于基模合束光制备时模式控制能力的波动情况,且环境敏感度低,光场功率分布提取准确率大于99%。 展开更多

关键词 半导体激光 模式控制 灰度矩阵 光子灯笼 光合束

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基于光子灯笼的2×20Gb/s PAM4信号模分复用传输 被引量：4

4

作者 陈保峰 吴雅婷 +1 位作者 张倩武 汪敏 《光通信技术》 北大核心 2019年第3期16-19,共4页

为了解决大容量数据传输场景下数据传输速率的问题,基于模式选择性光子灯笼型模式复用/解复用器,建立了2×2的模分复用通信系统。利用LP01与LP11模式作为独立传输信道,采用强度调制-直接检测(IM-DD)系统配置,在50m少模光纤(FMF)的... 为了解决大容量数据传输场景下数据传输速率的问题,基于模式选择性光子灯笼型模式复用/解复用器,建立了2×2的模分复用通信系统。利用LP01与LP11模式作为独立传输信道,采用强度调制-直接检测(IM-DD)系统配置,在50m少模光纤(FMF)的传输条件下实现了2×20Gb/s PAM4信号的传输,为大容量数据传输场景提供了一种解决方案。实验结果表明:在采用判决反馈均衡器(DFE)均衡的情况下,当发送光功率分别为-13.9dBm和-10.7dBm时,LP01和LP11模式的误码率均可以达到3.8×10^(-3),且在2路通道同时传输情况下仍能保持良好的传输性能。 展开更多

关键词 光纤通信 模分复用 光子灯笼 PAM4

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基于光子灯笼的6×6模分复用传输实验 被引量：1

5

作者 谭越心 陈嘉轲 +2 位作者 吴平 刘峰 胡贵军 《聊城大学学报（自然科学版）》 2020年第3期22-27,共6页

利用模式选择性光子灯笼作为模式复用/解复用器,实验搭建了6×6模分复用通信系统,利用LP 01、LP 11a、LP 11b、LP 21a、LP 21b、LP 02这六个模式作为独立的传输信道,采用强度调制和直接检测(IM-DD)的方法,实现了6×4.25 Gbit/s... 利用模式选择性光子灯笼作为模式复用/解复用器,实验搭建了6×6模分复用通信系统,利用LP 01、LP 11a、LP 11b、LP 21a、LP 21b、LP 02这六个模式作为独立的传输信道,采用强度调制和直接检测(IM-DD)的方法,实现了6×4.25 Gbit/s伪随机信号的B2B、10 km少模光纤(FMF)传输.实验观察了信号的眼图,测试了其误码性能.实验结果表明:对B2B、10 km FMF传输,当接收功率分别高于-16.77、-12.74 dBm时,误码率均能达到10-3量级. 展开更多

关键词 光通信 模分复用 光子灯笼 少模光纤

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光子灯笼中模式耦合及其对光束质量的影响

6

作者 陆瑶 姜宗福 +3 位作者 刘文广 周琼 解昆 吴昊龙 《光电子》 2018年第1期14-21,共8页

通过仿真光子灯笼中存在模式的相干叠加过程,利用模式耦合理论和M2因子的二阶矩算法,得到了输出光斑形态、耦合效率和光束质量随模式间相位差、功率占比以及偏振的变化规律,分析了对光子灯笼进行控制时需要考虑的因素。研究表明,只有同... 通过仿真光子灯笼中存在模式的相干叠加过程,利用模式耦合理论和M2因子的二阶矩算法,得到了输出光斑形态、耦合效率和光束质量随模式间相位差、功率占比以及偏振的变化规律,分析了对光子灯笼进行控制时需要考虑的因素。研究表明,只有同时控制光子灯笼输入端各模式的功率占比和相位差,才能得到耦合效率较高的高光束质量的输出;通过对输入端振幅、相位和偏振的合理控制可以得到需要的特殊的光斑形态。 展开更多

关键词 光子灯笼 模式耦合与控制 光束质量

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基于光子灯笼的976 nm半导体激光相干合束

7

作者 董一甲 刘杰 +4 位作者 赵欣瑞 林星辰 宁永强 王立军 朱洪波 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2024年第5期321-327,共7页

采用具有模式转换和无损传输特性的三模非模式选择光子灯笼(PL)实现了976 nm波长的半导体激光的相干合束。相对于半导体激光常规空间孔径相干合束的方式,所提合束光场不会产生旁瓣,且能拥有较高的光束质量。通过仿真PL合束特性,搭建合... 采用具有模式转换和无损传输特性的三模非模式选择光子灯笼(PL)实现了976 nm波长的半导体激光的相干合束。相对于半导体激光常规空间孔径相干合束的方式,所提合束光场不会产生旁瓣,且能拥有较高的光束质量。通过仿真PL合束特性,搭建合束实验系统,最终976 nm波长的半导体激光基模输出功率达99.7 mW,转换效率为33.2%。实验结果表明,此合束系统实现了模式转换,使半导体激光能够以基模输出,展现了一种有潜力的半导体激光相干合束的方法。 展开更多

关键词 半导体激光 光子灯笼 相干合束 相位调控 光纤模式

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基于光子灯笼的全光纤空间模式生成与自适应控制

8

作者 姜宗福 陆瑶 +6 位作者 刘文广 周琼 姜曼 陈子伦 张汉伟 刘鹏飞 张江彬 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第17期31-45,共15页

光子灯笼是一种将单模光纤和多模光纤的优势特点相结合的新型光子器件,在天文光子学、光纤通信模分复用、光纤激光模式控制等领域具有重要应用。本文主要介绍了光子灯笼的结构与模式演化理论,以及光子灯笼的制备与工艺,并基于光子灯笼... 光子灯笼是一种将单模光纤和多模光纤的优势特点相结合的新型光子器件,在天文光子学、光纤通信模分复用、光纤激光模式控制等领域具有重要应用。本文主要介绍了光子灯笼的结构与模式演化理论,以及光子灯笼的制备与工艺,并基于光子灯笼的模式自适应控制,介绍了光子灯笼在高功率、大模场增益光纤激光放大器中抑制模式不稳定效应的应用,以及光子灯笼在大模场光纤中产生新型光束(如涡旋光束)的应用。 展开更多

关键词 光纤激光 模式 光子灯笼 自适应光学

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基于光子灯笼的正交频分/模分复用IM-DD多模光纤传输系统 被引量：18

9

作者 陈健 黄青青 +5 位作者 张倩武 王腾 曾祥龙 宋英雄 李迎春 张俊杰 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期94-100,共7页

提出一个基于光子灯笼的正交频分复用(OFDM)/模分复用多模光纤传输系统,利用2个模式选择性光子灯笼分别作为模式复用与解复用器,选取LP_(01)模与LP_(11b)模式作为发送信道,利用自适应比特加载OFDM调制方式在50m长的OM4多模光纤上实现了7... 提出一个基于光子灯笼的正交频分复用(OFDM)/模分复用多模光纤传输系统,利用2个模式选择性光子灯笼分别作为模式复用与解复用器,选取LP_(01)模与LP_(11b)模式作为发送信道,利用自适应比特加载OFDM调制方式在50m长的OM4多模光纤上实现了7.2Gb/s的传输。实验结果表明,调整2路信号的偏振态,当LP01端的入射光功率比LP11b端的入射光功率低4dB左右时,可以保证2路信号在接收端的光功率一致。当2路信号的接收光功率均低至-13dBm时,2路信号的误码率分别为1.3×10^(-3)与3.2×10^(-3),均低于硬判决前向纠错(HD-FEC)门限。该系统为低成本、短距离以及大容量的数据传输场景提供了解决方案。 展开更多

关键词 光纤通信 模分复用 光子灯笼 多模光纤 正交频分复用 比特加载

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光子灯笼研究进展 被引量：8

10

作者 杨欢 陈子伦 +1 位作者 刘文广 陈金宝 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2018年第12期13-25,共13页

光子灯笼是近几年兴起的一种光电子器件,可实现多模系统与多个单模系统之间的低损耗耦合,其一端为一根满足特定模式条件的多模波导,另一端则由一束相对较细的单模波导组构成。主要分析了光子灯笼的工作原理和几种特定的实现方式,并对这... 光子灯笼是近几年兴起的一种光电子器件,可实现多模系统与多个单模系统之间的低损耗耦合,其一端为一根满足特定模式条件的多模波导,另一端则由一束相对较细的单模波导组构成。主要分析了光子灯笼的工作原理和几种特定的实现方式,并对这几种特定结构的特点和应用进行了概述。介绍了光子灯笼在天文光学、多路复用、模式控制、高能激光方面的应用和研究进展,对光子灯笼作为一种低损耗光波导器件在未来光学系统中的应用进行了展望。 展开更多

关键词 光学设计与制造 光子灯笼 模式控制 天体光子学 光纤激光器

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基于光子灯笼的模式功率检测方法 被引量：3

11

作者 郭浩淼 武保剑 +3 位作者 江歆睿 许焰 文峰 邱昆 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期73-79,共7页

为了避免光子灯笼模式解复用器串扰对模式功率测量带来的误差,提出基于单一模式计算方式的波长映射测量方法,详细描述了其工作原理并研制出相应的模式功率检测单元。采用混合模式和单一模式两种计算方式,分析了模式功率检测单元的透射... 为了避免光子灯笼模式解复用器串扰对模式功率测量带来的误差,提出基于单一模式计算方式的波长映射测量方法,详细描述了其工作原理并研制出相应的模式功率检测单元。采用混合模式和单一模式两种计算方式,分析了模式功率检测单元的透射率矩阵特点,实验验证了波长映射测量方法的可行性。实验结果表明,单一模式计算方式对少模光纤的偏振扰动不敏感,其模式透射率的偏振相关性小于0.025。在此基础上搭建了1480 nm前向泵浦的三模掺铒光纤放大器,采用波长映射方法测试了三模同时放大的性能,获得了高达26 dB的模式增益,差模增益小于2 dB。 展开更多

关键词 光纤光学 模式检测方法 模式选择光子灯笼 波长映射 少模掺铒光纤放大器

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基于光子灯笼的3×3模分复用通信实验系统 被引量：19

12

作者 陈嘉轲 胡贵军 韩悦羽 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期216-222,共7页

建立了一种基于模式选择性光子灯笼型模式复用/解复用器的3×3模分复用通信实验系统,给出了系统的结构框图并阐述了其工作原理。分别利用模式为LP_(01)、LP_(11a)和LP_(11b)的信号传输信道作为独立信道,采用强度调制和直接探测系统... 建立了一种基于模式选择性光子灯笼型模式复用/解复用器的3×3模分复用通信实验系统,给出了系统的结构框图并阐述了其工作原理。分别利用模式为LP_(01)、LP_(11a)和LP_(11b)的信号传输信道作为独立信道,采用强度调制和直接探测系统,实现了3×4.25Gbit/s伪随机信号在10km少模光纤中的良好传输。实验测试了接收信号的波形、眼图和误码率。实验结果表明:当接收功率分别为-19.1dBm、-15.8dBm、-16.6dBm时,模式为LP_(01)、LP_(11a)和LP_(11b)三路信号的误码率均可达到10^(-3)。 展开更多

关键词 光通信 模分复用 光子灯笼 少模光纤

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基于光子灯笼的星地湍流链路耦合效率实验

13

作者 孙浩瀚 边奕铭 +2 位作者 李立 黄永梅 伍剑 《北京邮电大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期86-89,共4页

为了研究基于光子灯笼的模式分集接收系统在星地链路中对大气湍流的补偿作用。采用平行光管模拟星地下行链路的平行光,使用30 cm口径的接收望远镜进行了演示验证实验。实验结果表明,采用光子灯笼的接收系统的基模比单模光纤的接收功率大... 为了研究基于光子灯笼的模式分集接收系统在星地链路中对大气湍流的补偿作用。采用平行光管模拟星地下行链路的平行光,使用30 cm口径的接收望远镜进行了演示验证实验。实验结果表明,采用光子灯笼的接收系统的基模比单模光纤的接收功率大4 dB左右,而光子灯笼的3个模式总接收功率比单模光纤的接收功率大5 dB左右。采用光子灯笼接收之后,中断概率下降39%以上。 展开更多

关键词 星地光通信 大气湍流补偿 模式分集 光子灯笼 耦合效率

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基于PL的无多进多出MDM带宽可调的双向光纤传输系统 被引量：7

14

作者 陈成 诸明琛 +2 位作者 诸波 胡芳仁 江梦月 《光通信技术》 北大核心 2020年第6期24-28,共5页

为实现低成本、长距离以及大容量的数据传输场景,设计了一种无多进多出(MIMO)模分复用(MDM)带宽可调的双向光纤传输系统,利用6模式选择光子灯笼(PL)分别作为模式复用/解复用器,选取LP21和LP01 2个非简并模式作为正向传输信道,LP02模式和... 为实现低成本、长距离以及大容量的数据传输场景,设计了一种无多进多出(MIMO)模分复用(MDM)带宽可调的双向光纤传输系统,利用6模式选择光子灯笼(PL)分别作为模式复用/解复用器,选取LP21和LP01 2个非简并模式作为正向传输信道,LP02模式和LP01模式作为反向传输信道,同时通过光开关控制选择LP11的2个简并模式作为正反向传输信道,从而实现12.5 km的双向带宽可调传输。该系统为低成本、长距离以及大容量的数据传输场景提供了解决方案。 展开更多

关键词 光通信 模分复用 光子灯笼 多模光纤 光开关

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模分复用系统中少模复用（解复用）技术研究 被引量：1

15

作者 董秋焕 刘阳 +4 位作者 郑宏军 黎昕 白成林 胡卫生 陈南光 《聊城大学学报（自然科学版）》 2020年第2期50-67,共18页

近年来,在模分复用(MDM)光通信领域中采用少模光纤(FMFs)来增加传输容量的方法已经得到高度关注和深入研究,该方法可以突破单模光纤(SMFs)非线性香农极限.结合本课题组开展的模分复用方面的部分工作,比较系统、深入地分析讨论了模分复... 近年来,在模分复用(MDM)光通信领域中采用少模光纤(FMFs)来增加传输容量的方法已经得到高度关注和深入研究,该方法可以突破单模光纤(SMFs)非线性香农极限.结合本课题组开展的模分复用方面的部分工作,比较系统、深入地分析讨论了模分复用研究过程中相对突出、经典的部分研究工作和最新进展,涉及少模模分复用器结构设计、特性及应用.分析讨论了一种基于相位板的三模式模分复用器、基于液晶空间光调制器(LCOS-based SLM)的模分复用器、常规标准型光纤光子灯笼、模式选择光纤光子灯笼、模式组选择光纤光子灯笼、模式组选择刻写波导型光子灯笼的结构设计、特性及应用.最后,给出了本课题组近期提出的新颖的定向耦合模分复用器以及模分复用器研究发展趋势,为模分复用光纤前传等系统应用提供有效支持.今后的较长一段时间,模分复用技术研究中的采用特殊材料和传输信道结构设计来实现低衰减、低串扰、高消光比、高模式选择性等指标仍然是通信领域需要继续探索的研究热点. 展开更多

关键词 模分复用 模分复用解复用器 少模光纤 光子灯笼

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新工科背景下光通信课程Comsol仿真实验设计与实施 被引量：1

16

作者 赵健 《科技创新导报》 2019年第29期216-219,共4页

“新工科”这一概念提出以来,教育部组织高校进行深入研讨,形成了“复旦共识”,“天大行动”和“北京指南”。之后便逐步开启了新工科建设的大幕,新工科建设步入了实质性的具体实施阶段。通过新工科研究与实践项目的组织和实施,来全方... “新工科”这一概念提出以来,教育部组织高校进行深入研讨,形成了“复旦共识”,“天大行动”和“北京指南”。之后便逐步开启了新工科建设的大幕,新工科建设步入了实质性的具体实施阶段。通过新工科研究与实践项目的组织和实施,来全方位、多角度地深入扎实推进新工科建设。在新工科建设的要求下,本文通过引入多物理场分析软件结合国际研究热点开展了光子灯笼的教学和实验研究,取得了较好的教学效果,为新工科建设进行了一次有益的尝试。 展开更多

关键词 光子灯笼 少模光纤 模式

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基于空分复用的可重构光分插复用器 被引量：1

17

作者 杨康 李国玉 +2 位作者 李燕 张木 贾素梅 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2017年第10期93-98,共6页

为了满足全光网络中大容量数据上传、下载的需求,提出了一种结合波分复用(WDM)、偏振复用(PDM)以及空分复用(SDM)的可重构光分插复用器(ROADM),ROADM使光分插复用器(OADM)上传、下载的能力提升了12倍。对基于WDM和PDM的OADM进行实验搭... 为了满足全光网络中大容量数据上传、下载的需求,提出了一种结合波分复用(WDM)、偏振复用(PDM)以及空分复用(SDM)的可重构光分插复用器(ROADM),ROADM使光分插复用器(OADM)上传、下载的能力提升了12倍。对基于WDM和PDM的OADM进行实验搭建和性能分析,结果表明,基于WDM和PDM的OADM不仅能够实现密集WDM,还能稳定地实现PDM,主要输出端口的偏振态稳定度达到0.01,偏振分束器输出端的快、慢轴分光比接近1…1,插入损耗小于9dB。对基于光子灯笼(PL)和SDM的OADM进行模型搭建,分别实现了6种模式和3种模式的复用,结果表明,基于PL和SDM的OADM不同模式间的有效折射率差大于6×10-4,模间串扰小、隔离度高。 展开更多

关键词 光通信 可重构光分插复用器 偏振复用 光子灯笼

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基于相位调制-相干检测的模分复用通信实验 被引量：11

18

作者 张强 郭玉彬 +1 位作者 陈嘉轲 胡贵军 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期248-254,共7页

采用光子灯笼作为模式复用/解复用器,搭建了6×6的模分复用通信实验系统,利用6个模式作为独立传输信道,采用相位调制-相干检测的方式,通过离线信号处理,在10 km少模光纤的传输条件下实现了6×8.5 Gbit/s信号的良好传输。实验结... 采用光子灯笼作为模式复用/解复用器,搭建了6×6的模分复用通信实验系统,利用6个模式作为独立传输信道,采用相位调制-相干检测的方式,通过离线信号处理,在10 km少模光纤的传输条件下实现了6×8.5 Gbit/s信号的良好传输。实验结果表明:当LP01、LP11a、LP11b、LP21a、LP21b、LP02模式的接收功率分别为-37.84 dBm、-36.47 dBm、-36.20 dBm、-35.27 dBm、-35.37 dBm、-35.79 dBm时,各路信号的误码率均可达到10-3以下。 展开更多

关键词 光通信 光纤通信 模分复用 光子灯笼 少模光纤

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