采用NPRO光源的零差相干光通信实验

在空间相干光通信应用中,针对传统激光器线宽较宽、相位噪声大、易导致锁相环路失锁的问题,研制了单频Nd:YAG非平面环形（NPRO）激光器,其线宽小于1 kHz,相对强度噪声（RIN）低于-150 dB/Hz,具有窄线宽、低噪声的特点。搭建了光锁相环路,在信号光功率-67 dBm的情况下实现了两台NPRO激光器的相位锁定。在此基础上开展了信号频率为10 MHz和1.25 GHz的模拟通信实验,在信号光功率分别为-60 dBm和-53 dBm时可观测到较理想的眼图。在2.5 Gbps数字通信实验中,接收灵敏度达到-50 dBm,此时误码率为3.210-6。系统灵敏度可接近量子极限,明显优于传统的IM/DD方式,是一种适合长距离、大容量传输的空间通信方式。     

光电振荡器相位噪声和频率稳定性研究进展

光电振荡器(OEO)具有低噪声、高频率稳定性和抗电磁干扰的优势,突破了电子技术产生微波信号频率限制和信号稳定性差、噪声大的瓶颈,成为微波光子学研究热点之一。研究了光电振荡器的基本原理、理论模型、实现方法等关键技术以及应用。提出了OEO应用于微波信号处理系统亟需解决的多光路降噪、光纤温度和应力补偿、光电集成等关键技术及其解决方案。     

相控阵天线全光移相网络

采用全光移相网络的光控相控阵天线具有使空间波束实现宽带宽角扫描的优势.传统相控阵天线受电移相网络的自身特性限制,瞬时应用带宽有限.系统分析了典型全光移相网络的技术特点,以及各个技术合适的应用方向和方案.     

高速光通信的前向纠错技术研究

根据高速光通信系统对于OSNR(光信噪比)的要求,提出了一种基于非规则LDPC(低密度单奇偶校验)长码的Super-FEC(超级前向纠错)方案。Super-FEC方案采用以不同进制的BCH(博斯-查德胡里-霍昆格姆)码为外码,LDPC码为内码的级联方式。针对系统不同的码率需求,分别设计了不同的级联构造形式。仿真结果表明,这些Super-FEC方案的净编码增益为6.18～7.63dB,高于传统方案。     

非平面环形腔激光器的强度噪声及其抑制

采用全量子理论对单块非平面环形腔Nd:YAG激光器的强度噪声特性进行了研究,通过理论分析和仿真发现,单块非平面环形腔激光器的弛豫振荡主要由真空起伏、偶极起伏和内腔损耗引起,抽运噪声和自发辐射对弛豫振荡的影响相对较小。同时,从理论上对强度噪声的光电负反馈抑制进行了分析和仿真,为实验上噪声抑制电路的设计提供了一定的理论基础。参考此理论电路,设计了可以获得较好的相位超前和低噪声宽带宽增益放大的噪声抑制电路,在实验上获得了良好的噪声抑制效果。当弛豫振荡峰为311kHz时,弛豫振荡峰处的强度噪声被抑制了39dB,在整个频谱范围内获得了低于-115dB/Hz的噪声水平。     

光纤延迟线噪音对相控阵波束指向的影响

基于相位噪音和相控阵理论,运用线阵天线原始方向图函数和光纤链路噪音系数公式,根据天线波束指向实际误差进行合理近似,推导了光延迟线链路噪音系数、天线阵元数与波束指向误差的理论公式.采用常规光纤链路参量进行了仿真研究,结果表明:相控阵天线波束指向误差均方差随光纤链路噪音系数增大而增加,随天线阵元数增加而减小,指向误差与光纤延迟线链路噪音系数的1/2次方成正比,与阵元数的3/2次方成反比.在相控阵天线工作频段内,低频波段受噪音系数影响更加明显.     

一种基于倍频的微波频率源设计

利用阶跃恢复二极管的非线性特性,设计并制作了一个基于倍频的微波频率源。结合ADS软件的仿真结果,对频率源的各单元电路进行了原理分析,为其设计了一个平行耦合结构的窄带滤波器,对实际制作的频率源成品进行了测试。结果表明,该频率源的输出频率为1.5 GHz,输出功率为0 dBm,输出频谱纯净,并已成功应用于某光发射系统中。     

相控阵全光移相网络对空间波束电平的影响

全光移相网络以其宽带、高精度的优势极大地提高了光控相控阵天线的性能,但其引入的附加相位噪声,将导致空间波束电平指标劣化。基于全光移相网络噪声理论和相控阵理论,推导了激光器相对强度噪声、光载波传输链路插入损耗、激光器输出平均光功率与主、副瓣电平关系的理论公式。仿真结果表明在全光移相网络的典型应用参数下,上述3个参量的增大均会导致波束主瓣增益降低和副瓣电平升高,其中激光器相对强度噪声影响最为明显,为了优化波束电平指标,激光器相对强度噪声需低于-140 dB/Hz。     

基于磁光开关的高精度光实时延时线

 给出了基于高速磁光开关的光实时延时技术的方案。研究了拓扑结构和磁光开关对光延时性能的影响。研制了5 bit,32位的光实时延时系统,并建立了光延时的测试平台,经测试,延时线延时精度优于3 ps。对光延时单元插损进行测试,结果显示:32态单元插损为0.12~0.88 dB,各态变化呈随机性。     

1.064μm半导体激光脉冲种子源的设计

设计了一种运用于MOPA（master optical parameter amplifier）系统的半导体激光种子源。研制了高速大电流驱动模块和任意波形发生器,实验采用1.064μm QW-DFB的大功率半导体激光器,得到了脉冲光功率优于200mW,脉冲宽度1.5ns～1μs和重复频率1kHz～1MHz可调的半导体激光脉冲种子源。