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,相同的光我波在基站被重用,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...     

基于相位调制和光纤双折射光学倍频法

为实现毫米波信号的光学倍频法产生,利用相位调制器和光纤梳状滤波器,构建了光学倍频系统.其中光纤梳状滤波器由起偏器、双折射光纤和检偏器组成.理论分析表明,在该倍频系统中,通过对梳状滤波器双折射延迟量的选择,可有效地抑制非期望的奇次(偶次)谐波成分;通过对调相指数的优化,可进一步提高期望谐波分量的比例.仿真结果说明,利用该...     

基于单模光纤的交叉相位调制型频率分辨光学开关超短脉冲测量

利用单模光纤中的光弹效应和交叉相位调制(XPM)效应,提出了一种频率分辨光学开关法测量超短脉冲的新方案.在本方案中,单模光纤的前一部分产生可变延迟,后一部分作为非线性介质产生非线性效应.该方案只需一根单模光纤,无须复杂的光路校准,结构简单,损耗低;光纤中的XPM效应易发生,无须相位匹配.对提出的方案进行了数值模拟,采用基于矩阵的主元素广义投影算法,恢复出待测脉冲的幅度和相位信息,并研究了光纤长度和待测超短脉冲的脉冲宽度对测量结果的影响.结果表明:测量准确度随着光纤长度的增加而提高,选取长度为2 km的光纤,就可以实现对超短脉冲的准确测量;本文方案适用于脉冲宽度不小于80 fs的超短光脉冲的测量.     

Kagome光纤超快非线性光学研究进展

Kagome光纤(简称KGF)是一种不依赖带隙导光的新型空芯微结构光纤,其结构设计灵活、损伤阈值高、损耗低(高透区损耗可低至~40 dB/km)、支持宽带传输(&;amp;lt;500 nm),并可通过纤芯改变所充气体及调节气压实现光纤色散、非线性效应的有效调制,在强场物理、超快激光技术等领域研究中优势突出。基于KGF在超快光学中的重要意义,该文对近年来国际上关于KGF在非线性光学变频及超短脉冲压缩等领域的研究成果进行介绍,并对关键性应用技术进行简要分析,最后对其发展前景进行展望。     

光纤中的集成光学与离散光学

光纤集成光学和离散光学有望成为光子学集成的一个新分支。这种集成技术可以通过离散的方法方便地在一根光纤中控制和操纵光波,也为集成光学与离散光学的研究提供了一个灵活方便的平台,为微光子器件和系统集成提供了一种有效的方法和手段。文章简要总结了在光纤内实现光学器件集成和微光学系统集成的主要思想和关键技术,探讨了离散光学需要考虑的核心内容,为该方向的进一步发展提供了若干前期的研究基础。     

基于光子晶体光纤中的自相位调制的全光再生

利用高非线性光子晶体光纤中的自相位调制效应产生的超连续谱,理论上推导了超窄脉冲信号的再生机制。分别从频域和时域上形象的解释了脉冲再生的原理,该本再生方法可以适用于OTDM的信号再生。实验上对劣化了的脉冲宽度为1.7ps的携带信息的超窄脉冲信号进行了再生,再生之后的信号峰值均衡,消光比达到了15dB。再生前信号中心波长是1548.2nm,重复频率是9.96872GHz。实验中,在1554nm—1570nm和1530nm—1543nm范围内都可以得到10dB以上的再生质量。同时拟合了信号峰值功率和波长关系,得到的曲线和超连续谱曲线相吻合。     

光纤频率调制光谱技术中残余幅度调制特性的研究

频率调制光谱(FMS)技术不仅可以用来同时测量原子和分子的吸收和色散,还是噪声免疫腔增强光外差分子光谱(NICE-OHMS)的关键技术,由于光纤器件的引入或光源输出光的偏振态不稳定等因素会诱发残余幅度调制(RAM),RAM的产生使得FMS技术在痕量气体检测中的应用受到极大的限制,因此研究光纤FMS中RAM的特性具有非常重要的意义。研究首先通过理论分析了无吸收时的FMS信号的线型及RAM的影响因素,实验测量无吸收时输入偏振方向和输出偏振方向及电光调制器(EOM)温度对光纤FMS中RAM的影响,均与RAM存在线型关系,验证了理论分析结果,并为RAM的抑制工作以及基于RAM的其他应用提供了依据。     

带宽调制型单光纤光栅温变无补偿位移传感

报道了利用反射谱带宽调制和光强差分探测技术实现单一光纤光栅温变无补偿位移精确测量的新方法。设计了一种结构新颖的曲臂梁位移传感装置,结合光波导理论与材料力学原理分析了光纤光栅在高斯应变作用下光栅反射谱侧向梯度展宽的成因,理论推导了特殊结构梁在外力作用下光栅反射谱带宽/反射光强与压力之间的响应关系。光栅反射谱侧向梯度展宽的同时反射光强线性增加,利用光强差分检测方法消除光源出光抖动的影响,提高了位移测量精度。基于带宽调制的光纤光栅位移传感方法免受温度变化的影响,在-10℃~80℃的温度变化范围内,测量误差小于1.2%,实现了单光纤光栅温变无补偿位移测量。     

大气光学湍流光纤测量技术中的解调算法研究

介绍了直接调制光源型光纤Mach-Zehnder干涉仪测量大气光学湍流的原理,并对其中的载频调制和解调的过程进行了深入的研究.通过计算机对光学湍流随机相位起伏、载频调制与解调过程的模拟证明了直接调制光源型光纤Mach-Zehnder干涉仪测量大气光学湍流的可行性,提出大气光学湍流光纤测量技术中的一种新的信号处理方法.     

平行光束反射光强调制型光纤位移传感器研究

讨论并建立了一种基于平行光束发射光强调制的光纤位移传感器，该传感器的入射和接收光纤的端部都用渐变折射率光纤（GRIN）制成的透镜耦合，入射光纤的渐变折射率光纤透镜发出的平行光束以一定入射角照射到试件表面，接收渐变折射率光纤透镜放置在入射光的镜面反射方向，详细分析了试件表面为镜面反射和朗伯反射时传感器的输出特性，由仿真计算可知，通过调整测头的结构参量，该传感器可获得较强的输出信号，适用于对测量范围和工作点有灵活要求的场合。     

基于相位调制器产生六倍频光毫米波的OFDM信号光传输系统研究

提出了两个并行相位调制器产生六倍频光毫米波并传输正交频分复用信号的全双工光纤无线通信系统.将2.5 Gbt/s的正交频分复用信号调制到60 GHz光毫米波上.从理论上分析了毫米波产生的原理,并分别模拟了毫米波信号承载OOK信号和正交频分复用信号在光纤中的传输性能.从而验证系统的可行性.仿真模拟结果表明,在光纤无线通信系统中,正交频分复用比非归零码更具有优势.     

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。     

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。     

反射面形状对光纤位移传感器光强调制特性的影响

为了分析反射面形状对单模光纤照射的光纤位移传感器光强调制特性的影响,建立了反射面不为平面时的光强调制特性函数模型.该模型基于单模光纤出射光场为修正近似高斯分布假设,通过引入反射面形状因子,分析了反射面形状因子对光强调制特性的影响规律.仿真结果表明,随着凹形反射面曲率半径值的增大,传感器特性曲线的前坡无显著变化,而后坡灵敏度增大,线性范围减小|随着凸形反射面曲率半径值的增大,传感器特性曲线的前坡仍无显著变化,而后坡灵敏度减小,线性范围增大|当曲率半径增大的一定值时,反射面的非平面性影响较小,其作用趋近于平面.     

60 GHz Radio over Fiber Technology for Wireless Access by employing Narrow-Angle PSK Modulation

This paper investigates two key techniques used in 60 GHz Radio over Fiber (RoF) technology for wireless access, namely, the generation of 60 GHz signals and the distribution of 60 GHz local oscillator (LO). In the proposed model, a 60 GHz PSK signal is generated by a heterodyne of two subcarriers with narrow-angle PSK (NA-PSK) modulation, whose phase shift is equal to one half that of a normal PSK signal. Then we use a 60 GHz mixer to frequency mix two PSK signals in two different bands, 60 GHz and baseband. By doing this, the modulation information can be fully eliminated, resulting in a 60 GHz LO. In the wireless terminal, coherent demodulation is realized by a self-mixing of the transmitted 60 GHz PSK signal and LO. Thus no millimeter-wave (mm-wave) band oscillator is needed in the wireless terminal.     

Assessment of Fiber Chromatic Dispersion Based on Elimination of Second-Order Harmonics in Optical OFDM Single Sideband Modulation Using Mach Zehnder Modulator

This work addresses the analytical and numerical investigations of the transmission performance of an optical Single Sideband (SSB) modulation technique generated by a Mach Zehnder Modulator (MZM) with a 90° and 120° hybrid coupler. It takes into account the problem of chromatic dispersion in single mode fibers in Passive Optical Networks (PON), which severely degrades the performance of the system. Considering the transmission length of the fiber, the SSB modulation generated by maintaining a phase shift of π/2 between the two electrodes of the MZM provides better receiver sensitivity. However, the power of higher-order harmonics generated due to the nonlinearity of the MZM is directly proportional to the modulation index, making the SSB look like a quasi-double sideband (DSB) and causing power fading due to chromatic dispersion. To eliminate one of the second-order harmonics, the SSB signal based on an MZM with a 120° hybrid coupler is simulated. An analytical model of conventional SSB using 90° and 120° hybrid couplers is established. The latter suppresses unwanted (upper/lower) first-order and second-order (lower/upper) sidebands. For the analysis, a varying quadrature amplitude modulation (QAM) Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) signal with a data rate of 5 Gb/s is upconverted using both of the SSB techniques and is transmitted over a distance of 75 km in Single Mode Fiber (SMF). The simulation results show that the SSB with 120° hybrid coupler proves to be more immune to chromatic dispersion as compared to the conventional SSB technique. This is in tandem with the theoretical analysis presented in the article.     

降低OFDM系统峰均比的可恢复限幅技术(英文)

针对正交频分复用系统中峰值平均功率比过高的问题,提出了一种基于限幅技术的改进算法.该算法对限幅后的信号进行标记,并将标记序列发送到接收端,从而使得接收端能够正确的解调出输入信号.此外,本文还将该改进算法应用于光载无线通信系统中.仿真结果表明,与传统限幅算法相比,改进算法能够明显降低系统的误码率,同时保证良好的抑制峰均比的性能.     

包含掺铒光纤和微结构光纤的光纤环镜光开关

设计了一种低开关功率的全光开关.将掺铒光纤和微结构光纤引入Sagnac环镜中,信号光在泵浦光作用下经过掺铒光纤被放大,破坏了环镜的平衡,利用交叉相位调制效应使两束反向传输的信号光产生非线性相移,实现了光开关效应.理论分析表明:信号光经过掺铒光纤后,增益越大微结构光纤的非线性系数越高,开关功率越低,并且环镜信号光的透射率随两束反向传输信号光的相移差成余弦变化.仿真得到开关功率约为26.73 mW,与理论分析一致.     

一种基于相干检测的双向输出信号频率可选的光纤无线系统

提出了一种单光源、双向输出信号频率可选的光纤无线系统,该系统在单光源条件下,利用相干检测技术、数字信号处理技术,结合并行相位调制器以及波长选择开关结构,在上下行链路实现基带信号、多个毫米波信号输出.仿真验证表明,针对20Gbit/s 16-QAM调制信号,经30km光纤传输,系统下行输出信号频率实现0~60GHz可选,其传输最小矢量误差为6.53%(0GHz)~7.61%(60GHz);上行输出信号频率实现0~120GHz可选,其传输最小矢量误差为6.89%(0GHz)~8.30%(120GHz).理论分析和仿真结果表明,该系统双向链路均可实现频率可选的信号输出,且双向传输具有较好的性能表现.