2019年9月PTL光通信论文评析

光纤在线编辑部  2019-10-14 08:43:27  文章来源:本站消息  版权所有,未经许可严禁转载.

导读:2019年9月出版的PTL主要刊登了以下一些方向的文章,包括:有源器件、无源器件、光子学系统和光纤网络与传输系统等,笔者将逐一评析。

光纤在线特邀编辑:邵宇丰,王安蓉,龙颖,胡钦政,王壮,杨杰
   2019年9月出版的PTL主要刊登了以下一些方向的文章,包括:有源器件、无源器件、光子学系统和光纤网络与传输系统等,笔者将逐一评析。
1. 有源器件
澳大利亚新南威尔士大学的Xinyue Lei 等研究人员设计了一种利用单一线性光纤激光器腔来产生连续波(CW)、调Q和锁模激光脉冲的新方法,原理如图1所示。这三种工作模式可以通过腔内液晶传播单元的电信号来进行选择。在Q开关模式下,重复率为0.2~6kHz时,产生了持续时间为1.3μs、最大能量为2.7μJ、峰值功率为1.9W的调Q激光脉冲。在锁模工作模式中,他们采用了两种调制方式(包括幅度调制(AM)锁模和频率调制(FM)锁模),在调制频率分别为944.5kHz和472.3kHz的情况下,获得了AM和FM锁模激光脉冲,持续时间分别为65ns和72ns。他们还对液晶单元进行了轻微修改,以实现幅度调制(AM)和频率调制(FM)锁模之间的直接比较[1]。

图1 基于液晶传感器的一体化光纤激光器

2. 无源器件

兰州大学的Hao Jia等研究人员利用功率分配器和级联非对称轨道微环谐振器,设计了一种可扩展的从电数据总线到多模光数据总线的接口方案(如图2所示)。他们将高速并行电信号转换成多模光数据总线中的正交光信号,再提供给其它客户端设备。其中,非对称轨道微环谐振器主要承担模式转换的功能,通过设置适当轨道区域,它可以在较小半径范围内实现理想的耦合系数,从而减小轨道占地面积。同时,他们还将PN结嵌入到微腔中,通过等离子体色散效应,赋予基于微环的模式转换的电光调制功能。研究人员在具有四个模式信道的设备上进行了演示,其中单通道的调制速度可高达50 Gbps;在采用单波长输入时,光数据总线可以实现200 Gbps的总数据传输速率[2]。
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图2 (a)电子数据总线与多模光学数据总线接口;(b)工作原理


3. 光子学系统

美国Neophotonics公司的Likai Zhu等研究人员使用有限有效位数(ENOB)数字模拟转换器(DAC)对预均衡进行了数值模拟和实验研究。结果表明,预均衡能够显著提高峰均比(PAPR)和降低DAC的失真比(SINAD),并且传输性能可以通过SINAD和带宽补偿之间的权衡来优化。他们在优化后的数字预均衡器中,利用全光硅子IQ调制器实现了100G波特16QAM和32QAM光信号的传输,实验装置如图3所示。此外,他们还研究了模拟带宽的限制问题。仿真结果表明,发射机模拟频率响应滚转斜率和小于-15dB的模拟带宽对预均衡高波特率传输非常重要[3]。

图3 基于SiPho调制器实现QAM传输的实验装置


厦门大学的Nan Li等研究人员研究了工作在639nm的二极管泵浦Pr:YLF可见激光器中高阶横模的产生,装置如图4所示。他们使用双镜线性腔并在连续波工作状态下操作激光器,通过离轴泵浦和激光谐振器的错位,直接产生了m从0到120变化的可调谐厄米-高斯模HG0, m;同样,他们使用V型腔加上Co: ASL饱和吸收器,在Q转换状态下也生成了高阶HG0, m模式,并且m的最大变化值为12。在上述两种情况下,腔内HG0, m模通过放置在腔外的一对圆柱透镜转换为相应的拉盖尔-高斯模LG0,m,研究人员使用菲佐干涉仪来检查波前螺旋特性。这种在连续波以及调Q态中获得的可调谐高阶激光横向模式适合许多应用场景,例如3D材料处理等[4]。

图4 相关激光装置


5. 光纤网络与传输系统

复旦大学电磁波信息科学重点实验室的Kaihui Wang等研究人员设计了一种直接检测(DD)的正交频分复用(OFDM)系统(如图5所示),系统中采用了Krams - Kronig(KK)检测和概率整形(PS)技术。借助于这两种技术,他们在25km标准单模光纤(SSMF)中成功传输了140Gbit/s PS-256QAM信号,所满足的NGMI阈值为0.865;KK检测方案作为该OFDM系统中采用的关键技术,能有效减少信号间拍频干扰(SSBI)的损伤,在低载波信号功率比(CSPR)的情况下能提高系统的传输性能,实验装置如图6所示。实验结果表明,采用KK检测技术和PS技术能有效提高单边带OFDM信号的收发性能[5]。

图5 相关收发系统

图6 基于KK检测技术的实验装置


参考文献[/b]
[1] Xinyue Lei; Christoph Wieschendorf; Josiah Firth; Francois Ladouceur; et al. All-in-One Fiber 
Laser Based on a Liquid Crystal Transducer [J]. IEEE Photonics Technology Letters, 2019, 31(17): 1409 - 1412. 
[2] Hao Jia; Xin Fu; Ting Zhou; Lei Zhang; et al. Interface of Electrical Data-Bus to Multimode Optical Data-Bus Using Racetrack Microring Resonators [J]. IEEE Photonics Technology Letters, 2019, 31(17): 1397 - 1400.
[3] Likai Zhu; Jianying Zhou; Jian Wang; Qun Zhang. Pre-Equalization and Bandwidth Limitation 
for a 100-G-Baud 32 QAM All-Silicon Transmitter [J]. IEEE Photonics Technology Letters, 2019, 31(17): 1453 - 1456.
[4] Nan Li; Bin Xu; Shengwei Cui; Xiaodong Qiu; et al. High-Order Vortex Generation From CW 
and Passively Q-Switched Pr:YLF Visible Lasers [J]. IEEE Photonics Technology Letters, 2019, 31(17): 1457 - 1460.
[5] Kaihui Wang; Yiran Wei; Mingming Zhao; et al. 140-Gb/s PS-256-QAM Transmission in an 
OFDM System Using Kramers–Kronig Detection [J]. IEEE Photonics Technology Letters, 2019, 31(17): 1405 - 1408.
关键字: PTL JLT 光通信
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