全双工60 GHz的光纤无线通信系统

基于光纤无线通信(ROF)的无线网络被认为是提供高带宽、交互式和多媒体无线通信服务很有前景的实现方式,但目前毫米波频段的光纤无线通信系统都存在色散严重或基站结构复杂等问题。设计完成了一个全双工60 GHz的光纤无线通信系统,利用双光源技术和60 GHz的电吸收收发器(EAT)分别在下行和上行链路实现单波长和双波长调制,完成基站的探测、调制、射频上变频和下变频四种功能,在基站中实现了电吸收收发/混频器(EATX),从而避免了制作电吸收收发/混频器件,同时也解决了光纤无线通信系统中常见的色散和基站结构复杂等问题。     

我国光纤产业出现产能过剩苗头

正我国自2009年3G发牌以来,国内光纤厂商一扫自2000年光通信泡沫破灭以来的低迷,迅速发展壮大,并在市场竞争中击败了外资光纤巨头,占据了国内光纤市场超过70%的份额。随着中国成为全球最主要的光纤市场,中国光纤企业世界排名也跃上新高。相关数据显示,世界前十大光纤厂商中,中国厂商占据了半壁江山。但就在光纤市场一片繁荣、厂商争相扩产的局面下,也有专家不断高呼"狼来了",警告光纤     

一种改进的双边带调制产生光毫米波的方案

提出了应用于光纤无线通信系统中一种改进的双边带调制产生光毫米波方案。在中心站采用强度调制将射频信号调制到光载波上产生一个双边带信号,滤掉中心载波后,利用光交叉复用器把双边带信号的上下边带模分开,将数据速率为2.5Gbit/s的基带信号调制到下边带模后,再与未调信号耦合后产生光毫米波,然后通过单模光纤传输至基站,在基站经过光电转换后产生电毫米波信号。从理论上对该毫米波的色散特性进行了分析,发现毫米波的接收功率不会周期的衰减。同时通过实验研究表明,下行链路信号通过光纤能传输50km而不需要色散补偿,功率代价小于1dBm。因此,该方法产生的光毫米波能有效克服光纤色散引起的信号时延而导致的基带信号退化,适合于远距离传输。     

高灵敏光纤SERS基底的性能研究

由于光纤长度可控以及其独特的光学性能使得光纤SERS基底的检测灵活简单，在本研究中，采用油水分离的实验方法在光纤端面上修饰了银纳米颗粒，证明了该方法可以制备光纤SERS基底并有效增强拉曼信号。我们将结晶紫溶液作为分析物对制备的SERS光纤基底进行了表征，并对光纤SERS基底的均匀性、灵敏度和稳定性三个方面进行了研究。在实际应用中，使用光纤基底对罗丹明6G和农药中间体合成中广泛使用的4-氨基苯硫酚进行了检测。这些实验结果证明了自组装法为光纤SERS基底的制备提供了可行思路。     

CRU第三届世界光纤光缆大会11月将在武汉召开

正光纤光缆市场目前正处在微妙的转折点——全球光纤入户大规模部署带来的需求逐渐被数据网的网络扩容和5G网络带来的光纤需求所替代。中国五大光纤光缆生产厂商总裁,包括长飞公司总裁庄丹、烽火公司总裁戈俊、亨通公司执行总裁钱建林、中天科技总裁薛驰及富通集团总裁肖玮,将于今年11月1日—3日齐聚武汉的CRU世界光纤光缆大会,共话未来全球光纤光缆市场供应所面临的机遇与挑战。届时,中国互     

光纤色散性能的微分迭代解法

将“双向迭代”、牛顿二次差商以及直接微分等分析手段有效地结合起来,形成一种被称为“微分迭代”的波导方程解析方法.该方法可根据任意光纤的剖面结构在计算机上精确模拟出光纤的能量场分布、波导色散、零色散波长和截止波长等参量.该解析法分别被用于三包层G.655光纤和五包层G.656光纤的波导分析,分析结果和实测值具有极好的一致性.     

基于综合光学调制技术的光纤无线双向通信系统设计

提出并研究了一种使用单光源的光纤无线双向传输系统.该系统只需在中心站配置一个可调谐激光器,以产生频率恒定的激光光源,通过综合光学调制（频率调制、强度调制）技术将基带信号调制到光载波上,最终形成60 GHz毫米波下行信号|同时,相同的光载波在基站被重用,作为上行链路传输光源.系统结合光载波重用技术和综合调制技术特点,合理利用资源,基站结构更为简化.仿真结果表明,该系统可以将速率达2.5 Gbit/s的数据在单模光纤中双向传输20 km,功率代价小于0.5 dB,相对已有的技术方案,该传输系统在传输功率、传输距离、传输性能方面具有明显优势.     

微腔型银修饰光纤SERS探针的制备及性能研究

提出了一种基于银修饰的微腔型光纤表面增强拉曼散射（SERS）探针,采用湿法检测,将光纤SERS探针直接放入待测溶液中,以罗丹明6G（R6G）溶液为探针分子,对所制备的光纤SERS探针进行远端实验性能研究。利用氢氟酸化学腐蚀的方法制备了一种微腔型光纤结构,通过控制氢氟酸的腐蚀时间得到了一系列不同腐蚀时间、不同微腔长度的光纤结构。实验研究了光纤结构的微腔长度对光纤SERS探针性能的影响,以浓度为10-3 mol·L-1的R6G溶液为探针分子,通过不断地优化纳米银溶胶与R6G溶液的混合顺序及比例,采用裸光纤微腔结构对混合溶液进行拉曼检测,发现当混合溶液的混合顺序及比例为先后混合等体积的纳米银溶胶和R6G溶液时,此时得到的混合溶液的拉曼信号增强性能最佳。利用得到的混合溶液去寻找拉曼信号增强效果最高时光纤微腔结构的结构参数,实验结果表明,在相同的实验条件下,当光纤放入氢氟酸中腐蚀时间为5 min时,此时光纤微腔结构的拉曼信号增强效果最佳。在显微镜下测量的多组腐蚀时间为5 min的光纤,其微腔长度平均约为81 μm。对得到的光纤微腔结构,采用制备过程可控的磁控溅射技术制备了一系列银纳米薄膜/多模光纤（Ag/MMF）的复合材料。当磁控溅射时间为10 min时,获得了光纤SERS探针（Ag/MMF-10）。实验以去离子水配制了不同浓度的R6G溶液,以不同浓度的R6G溶液为探针分子,Ag/MMF-10探针的远端检测限（LOD）低至10-7 mol·L-1。该光纤SERS探针拉曼信号的再现性光谱检测中显示各个特征峰的相对标准偏差（RSD）均小于10%。同时,该光纤SERS探针对浓度为10-6 mol·L-1的R6G溶液的增强因子（AEF）可高达2.64×106。实验结果表明所制备的银修饰的光纤SERS基底具有较高的灵敏度和良好的再现性。因此,该光纤SERS探针在生物医学检测、农残化学分析等痕量检测方面有潜在的应用价值。     

混合型光纤喇曼放大器增益和带宽的研究

混合型色散补偿光纤喇曼放大器由普通G652光纤和色散补偿光纤(DCF)组成,包括:DCF +G652、G652 +DCF和 G652+DCF +G652。讨论了它们的工作原理.使用FRA-OptiAmplifier4.0软件对其进行了优化设计,最佳结构为G652 +DCF.它可补偿光纤网络的色散,扩展通信波长范围.1427 nm的喇曼激光器作为激发源,用Q8384光谱分析仪测量了光纤的喇曼增益谱和小信号放大光谱,混合型色散补偿光纤喇曼放大器在S带和C带具有88 nm的增益带宽,这增加了光纤通信网络的传输通道.     

承载正交频分复用信号的58GHz光载毫米波波分复用光纤无线通信系统

实验研究了一种采用马赫-曾德尔强度调制器和光交叉复用器(IL)产生58 GHz光载毫米波传输正交频分复用(OFDM)信号的波分复用光纤无线通信(WDM-ROF)系统。中心站的4路连续光波耦合后输入射频(RF)信号频率为29 GHz的强度调制器进行双边带(DSB)调制,再用另一个强度调制器将2.5 Gb/s的OFDM信号调制到DSB信号上。经20 km单模光纤(SMF)传输至基站,通过IL将中心载波和一阶边带分离。经可调谐光滤波器(TOF)滤取所需信道的一阶边带,由高速光电检测器产生58 GHz的电毫米波,利用相干解调恢复下行OFDM基带数据信号。实验结果表明,在无色散补偿和误码率为10-3的条件下,下行OFDM信号经光纤传输20 km后的功率代价小于0.5 dB,而且星座图依然清晰。     

消逝波激励的双波段光纤回音壁模式激光辐射

将石英光纤浸入低折射率的染料溶液中后构成圆柱形微腔.采用轴向光抽运消逝波激励激光增益的方式,使增益区域局限在圆柱形微腔回音壁模式的模场区域内,由此显著地提高了抽运效率,增加了沿光纤轴向的增益长度.在一根石英光纤的轴向分段填入浓度同为2×10^-3mol/L的罗丹明6G和罗丹明B乙醇溶液,在567—576nm 和592—600nm的两个波长范围内同时获得回音壁模式的激光辐射;分段填入浓度为8×10^-4和8×10^-3mol/L的罗丹明B乙醇溶液, 关键词： 消逝波激励 圆柱形微腔 回音壁模式 双波段激光辐射     

纳米银溶胶和微腔型光纤SERS基底的制备及其性能比较

通过化学法制备了纳米银溶胶基底和微腔型光纤表面增强拉曼散射(SERS)基底,其中光纤SERS基底的微腔结构是通过氢氟酸(H F)腐蚀得到的.实验采用湿法检测,首先将纳米银溶胶基底与罗丹明6G(R6 G)混合,找到增强效果最强时的裸光纤微腔结构,在此结构的基础上采用溶胶自组装法制备银纳米颗粒包覆的光纤SERS基底,通过控...     

锥柱型光纤探针在表面增强拉曼散射方面的应用

基于生化分子检测技术高灵敏度、小型化的需求,近些年国内外相继提出一种用光纤表面增强拉曼散射(SERS)探针进行拉曼信号检测的方法,此检测方法不仅能实现远端检测和原位检测功能,而且具有很高的灵敏度.本文通过简单的管式腐蚀法制成一种锥柱组合型光纤探针,并通过静电引力将银纳米颗粒结合到硅烷化的二氧化硅光纤探针表面.用罗丹明6G(R6G)溶液的检测极限来表征该光纤探针的活性和灵敏度,通过优化银纳米颗粒的自组装时间为30 min,光纤探针直径为62μm,制备出高灵敏度的光纤SERS探针,远端检测R6G的检测极限可达到10~(-14)mol/L.因此,该光纤SERS探针在分子检测方面有巨大的应用前景.     

喇曼光纤放大器阈值分析

基于泵浦未耗尽和洛仑兹线形假设对G652,G653,G655,LEAF四种光纤用作喇曼增益介质时的喇曼阈值进行了分析结果表明:喇曼域值同泵浦模式,光纤的有效面积有关,同向泵浦的域值低于反向泵浦,并且域值随光纤有效面积的增加而增加四种光纤中,G653光纤的域值最低,为0.222W.     

单模光纤受激布里渊散射阈值的研究

为了研究单模光纤对城域网和接入网以及FTTH的容量与性能的提升,使用大功率、窄线宽的高性能光纤激光器作为系统光源,分别测量了3种光纤到户用单模光纤的受激布里渊散射（SBS）阁值。从理论上分析了光纤SBS阂值估算公式及影响阂值的因素,理论估算值与实验测量值吻合很好。实验发现的一种G．652D光纤具有高达12mw的SBS阈值,对此进行了分析。     

大容差光纤耦合技术研究

设计了一种新型的耦合系统,该耦合系统由大口径聚焦透镜、1/4节距自聚焦透镜、锥形光纤和球端光纤四部分组成.分析了自聚焦透镜压缩发散角和球端光纤增大数值孔径的机理,给出了计算锥形光纤参量的详细流程.采用大口径透镜和1/4节距自聚焦透镜有效增大径向位置容差和角度容差,然后通过锥形光纤压缩光束半径将激光耦合进球端光纤.仿真实验结果表明,该系统耦合在r<3 mm,－1<θ<1.5范围内的耦合效率稳定保持在50%以上.     

G.657光纤的制备及其性能

G.657光纤具有优异的弯曲损耗不敏感性能.被认为是诸如光纤到户(FTTH)等局域网和接入网系统的首选产品,因此,该光纤的研究倍受重视.提出了一种采用全合成工艺制造G.657光纤的方法,详细探讨丫芯层和第一包层区的厚度(a,b)及其折射率差(△1、△2)与光纤性能之间的关系.研究表明,当α的取值在3.5～4.0 μm之间,b的取值在0.5～1.9μm之间,△1的取值在0.0034～0.0045之间,△2的取值在-0.0006～0之间时,可制得满足ITU.T G.657.A标准的光纤;当α的取值在2.8～3.2μm之间,b的取值在0.8～2.1 μm之间,△1的取值在0.0058～0.0072之间,△2的取值在-0.0016～-0.0008之间,可制得满足ITU.T G.657.B标准的光纤.且该光纤在结构上相对简单,无特殊设计的沟、槽、孔,因此制作工艺相对容易、稳定,易于推广和应用.     

三种涡旋光光子晶体光纤的设计

为进一步研究光子晶体光纤中涡旋光的传输特性,提出了3种不同结构的涡旋光光子晶体光纤,即三角晶格环形光子晶体光纤(TLPCF)、折射率倒转抛物线式光子晶体光纤(IPGIF)和六重准晶涡旋光光子晶体光纤(SPQCF)。利用矢量有限元分析方法,模拟计算了光纤中各个涡旋光模式的传输特性,研究结果表明:3种涡旋光光子晶体光纤中的模式有效折射率差均大于10~(-4),支持不同数量的涡旋光传输。其中TLPCF的色散系数最小,SPQCF的色散系数最大,两者在宽波段(1400～1700 nm)内均保持了色散平坦趋势;3种光纤的限制性损耗均小于1×10~(-7) dB·m~(-1),能够将光很好地局限在纤芯内部;3种光纤的非线性系数均保持在10~(-3)量级;涡旋光模式稳定传输的距离大于1km。     

单模光纤开关特性的研究

首次对单模光纤的开关特性进行了分析和计算,得出了色散光纤中不仅存在开关信号的延迟,而且开关速度将受到限制,给出了计算光纤开关时间(上升时间或下降时间)的公式。公式表明,光纤的开关时间与色散绝对值的平方根成正比,与长度的平方根成正比。工作在1.55μm波长的长1km的G652光纤,其开关时间约为7ps,这一参量最终限制了由光纤构成的二光平开关器件的开关速度。     

分布式光纤传感器在预应力结构健康监测中的应用

 光纤传感器是近年来随着光导纤维技术的发展而出现的新型传感器,它具有抗电磁干扰能力强、安全性能高、灵巧便捷、使用方便等特点。光纤传感器的基本原理是将光源入射的光束经由光纤送入调制区,在调制区内,外界被测参数与进入调制区的光相互作用,使光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等)发生变化成为被调制的信号光,再经光纤送入光敏器件、解调器而获得被测参数。随着交通运输的发展而发展起来的近代桥梁,至今已有200多年的历史。1989年,美国首次提出将光纤传感器埋入混凝土建筑和结构中以后,英国、加拿大、日本、西班牙、韩国等一些国家相继在这一领域投入大量精力进行光纤传感器在混凝土结构中的应用研究。