基于三角波与HNLF的90GHz光生毫米波技术研究

通信技术的飞速发展对带宽提出了更高的需求, 移动通信向毫米波等更高频段发展 ,w波段(74 GHz)的宽频谱可以满足对高 流量的需求,为人们对w波段系统的研究提供了 巨大的推动力。本文理论提出并仿真了一种使用三角波信号作为射频信号驱动双驱动马赫增 德尔调制器(DDMZM)产生高阶边带,用高非线性光纤(HNLF)产生四波混频效应(FWM)进 一步提高倍频数的生成90 GHz毫米波的30倍频 光生毫米波产生方案。仿真结果表明,该实验 方案可以使用3GHz的射频信号生成90 GHz的光生毫米波信号,且搭 载2.5 Gbit/s的NRZ信号传 输20 km后,眼图清晰信号质量良好。另外分析了HNLF长度以及输入H NLF的光信号强度对FWM 的影响,得到能使HNLF产生最佳±15阶边带的条件,进而进一步优化 整个系统。     

采用外调制器产生四倍频的光载毫米波光纤无线通信系统

实验研究了采用一个外部调制器和一个光纤布拉格光栅(FBG)滤波器产生四倍频光载毫米波的光纤无线通信(ROF)系统.在中心站(CS),数据和射频(RF)信号通过混频后驱动外调制器,调节外调制器的直流偏置,产生抑制奇数阶边带的信号,用FBG将中心载波滤除,两个二阶边带通过光纤发送至基站.在基站(BS),两个边带在带宽为60 GHz的光电二极管中拍频,产生四倍射频信号的毫米波信号.实验显示,当射频频率为10 GHz时,可以产生频率为40 GHz的光载毫米波信号,得到的毫米波眼图和信号解调后的眼图效果都很好,功率代价小于1 dB.从眼图和功率代价两方面来看,2.5 Gbit/s的数据信号可在下行链路的光纤中传输40 km以上.     

基于双平行MZM和HNLF四波混频效应的24倍频光生毫米波技术

提出了一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM ) 和高非线性光纤(HNLF)四波混频(FWM)效应的24倍频光生毫米波方案。首先 通过控制DPMZM的 直流偏压、驱动信号相位差和调制指数,完全抑制光载波和±2阶边带,获得±4阶光边 带;再将其放大后输入到HNLF,通过FWM效应生成±12阶光边带,最后由光 电控制器(PD)拍 频得到24倍 频的毫米波输出。通过仿真,验证了方案的可行性。本文方案具有倍频次数高、频谱纯度好 等优点。     

采用PM调制实现光生毫米波的RoF系统

提出有效产生四倍频光载毫米波的RoF系统.系统在中心站配置一个PM调制器和光滤波器,产生抑制一阶边带和中心载波的信号,发送至基站.基站侧两个二阶边带在光电检测器中拍频,产生四倍于射频信号的光载毫米波.仿真结果显示,12GHz射频频率可产生48GHz光载毫米波,2.5Gb/s的数据可在下行链路的光纤中传输35km以上,功...     

基于双平行PM调制的60GHz光毫米波RoF系统研究

提出了一种采用相位调制器产生六倍频光载毫米波的RoF系统。该系统使用一个双平行相位调制器实现六倍频的调制,通过调节相位调制器的相位偏移量,产生出抑制一阶边带的光谱,耦合相减后得到三阶边带信号,在光电检测器中拍频,产生六倍于射频信号的光载毫米波。仿真结果表明,10GHz射频信号可以产生60GHz光载毫米波信号,5Gb/s的数据信号可在单模光纤中传输10km以上。     

基于相位调制器倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信系统

提出并实验研究了一种基于光相位调制器(PM)倍频技术产生56GHz毫米波的光载无线通信(RoF)系统。在中心站,通过28GHz射频(RF)信号驱动PM产生了56GHz光毫米波,并将下行的2.8Gb/s开关键控(OOK)信号调制到该光载波上,然后经过20km标准单模光纤(SSMF)传输至基站,最后由天线进行发射。用户终端接收后,采用相干解调恢复出基带信号。实验结果表明,56GHz光载毫米波信号经SSMF传输20km后其功率代价小于1dB,通过无线方式传输1.1m后其功率代价小于2.5dB。     

OPM产生四倍频光载毫米波的双向ROF系统

提出一种采用单个光相位调制器(OPM)和光纤布拉格光栅(FBG)滤波器产生四倍频光载毫米波的双向光纤无线通信(ROF)系统。在中心站(CS),系统采用基带信号与射频(RF)信号混频后去驱动OPM,以产生抑制一阶边带的多边带光信号。在基站(BS),利用FBG滤波器将信号的重复频率增至4倍。实验结果显示,经过40km光纤传输后,下行链路信号的眼图清晰可见,功率代价小于1.6dB。本文方案中,由于没有额外增加激光源使得基站结构进一步简化,同时四倍频技术降低了RF信号的频率,系统成本大大降低。     

采用两个级联外部调制器产生四倍频光载毫米波的光纤无线通信系统

研究了一种采用两个级联外部调制器基于光载波抑制原理产生四倍频毫米波的光纤无线通信(ROF)系统.在中心站利用电混频器产生副载波复用信号,通过第一个外部调制器产生两倍射频(RF)信号的光载毫米波信号,再通过第二个外部调制器产生四倍射频信号的光载毫米波.实验显示采用频率为10 GHz的射频信号源和2.5 Gbit/s的数据基带信号混频通过两个级联外部凋制器后产生毫米波的频率为40 GHz,并且在单模光纤中传输距离达20 km,功率代价小于2 dB.     

基于级联双平行MZM的16倍频光生毫米波技术

为解决毫米波信号生成中存在的困难,提出了一 种基于级联双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)的16倍频光生毫米波 系统。首先通过控制第1个DPMZM的直流偏压、驱动信号相位差和调制指数,完全抑制光载波 和±2阶边带,获得±4阶光边带;然后将该光波输入到另一个完全一样的DPMZM,获得±8阶光边 带和光载波输出;最后利用光滤波器(OF)滤除光载波,用光电探测器(PD)拍频得到 16倍频的毫米波输出。详细分析 了系统的工作原理,并通过仿真验证了方案的可行性。当输入射频(RF)驱动信号频率为2.5GHz时,可 得到40GHz毫米波输出,并且调制器的调制带宽仅需要 2.5GHz。本文方案具有倍频次数高、频谱纯度好等优点。     

光载毫米波在光纤中传输色散性能研究

提出了并理论分析了一种采用单电极Mach–Zehnder调制器(SD-MZM)产生光载毫米波的方案。采用电混频器将射频信号与基带数字信号混频后再利用单电极调制器产生双边带调制信号并发送至光纤,在基站使用一个交叉复用器(IL)将双边带信号的中心载波与一阶边带信号进行分离,中心载波可用于上行链路的光载波,而一阶边带产生光载毫米波;理论分析了该毫米波的色散特性并在仿真平台上验证了其正确性,研究发现由于光纤色散引起两个一阶边带的延时不同, 从而导致毫米波能量的损失和解调信号的码间干扰,限制了毫米波的最大传输距离。     

基于游标效应的FBG阵列灵敏度增强研究

为了提高光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating,FBG)的温度和应变灵敏度,我们提出了一种基于游标效应的FBG阵列光纤传感器。该传感器由Lyot干涉仪(Lyot interferometer,LI)和FBG阵列级联而成,LI作为游标效应的参考干涉仪,具有相同反射率和波长间隔的FBG阵列作为游标效应的传感部分。游标效应是由LI的FSR(Free spectral range,FSR)和FBG阵列的等波长间隔之间的微小差异引起的。LI由两个起偏器和一段熊猫型保偏光纤(Polarization-maintaining fiber,PMF)组成。我们通过仿真证明了LI和FBG阵列之间产生了游标效应。通过实验研究了不同保偏光纤长度情况下传感器的温度和应变响应,在LI的FSR为1.76 nm的情况下,该传感器的温度灵敏度为-241.60 pm/ ℃,应变灵敏度为-13.42 pm/ ℃。该混合级联结构最突出的优点是通过改变LI的FSR或是FBG阵列的波长间隔就可以轻易改变FBG传感器的温度灵敏度和应变灵敏度,具有较强的灵活性。该传感器为提高FBG传感能力提供了一个新思路。     

利用普通熔融拉锥机实现光子晶体光纤拉锥

光子晶体光纤的拉锥是实现光子晶体光纤潜在应用价值的重要技术手段。通过优化普通光纤拉锥机的参数,利用"快速低温"拉锥法有效控制了光子晶体光纤空气孔的相对塌缩。实验中实现了两种不同光子晶体光纤的拉锥,光纤外径分别从原来的125μm拉锥到50μm和30μm,光纤的孔直径和孔间距之比基本保持不变,拉锥损耗小于0.4 dB。基于普通熔融拉锥机的光子晶体光纤低损耗拉锥为光纤器件的制作奠定了基础。     

高功率GTWave光纤激光器研究进展

高功率GTWave光纤激光器是目前光纤激光器研究的一个热点。介绍了GTWave光纤的结构,并回顾了国内外高功率GTWave光纤激光器的研究成果,可以看出,国内外GTWave光纤激光器的发展极其迅猛,其功率扩展能力非常强、结构设计非常灵活,输出功率远高于其他光纤激光器;同时,对比分析了高功率GTWave光纤激光器的特点和优势,并对今后的研究进行了展望。     

光纤激光器综述

After a half century of development, fiber laser has evolved from a concept to a great family penetrating into various fields of applications. This paper reviews the history and current development of fiber lasers, with topics covering both continuous wave and short pulse fiber lasers. Important issues such as the major rare earth dopants, fiber laser brightness, polarization effects, clad pumping technology, beam combination, mode locking and pulse shaping are discussed in this paper.     

基于光纤光栅谐振腔的双包层光纤激光器

理论分析了线型腔双包层光纤激光器的输出特性,包括光纤长度、光纤损耗及后腔镜反射率对激光输出功率和阈值泵浦功率的影响.设计了基于光纤光栅谐振腔的双包层光纤激光器,采用锥度光纤实现了泵浦模块与双包层光纤之间的低损耗连接,实现了全光纤化的掺Yb3 双包层光纤激光器,其阈值泵浦功率为300 mW,在泵浦入纤功率为17 W时达到了10.5 W的最大激光输出功率,斜率效率为62%.     

宽带超荧光光纤光源的设计与实验

设计了L带以及宽带超荧光光源,并进行了实验.得到的L带超荧光输出的3 dB带宽从1565～1610 nm;宽带超荧光输出的3 dB平坦度内的带宽从1550～1607 nm,其总的转换效率为12.3%.     

温度对扭转光纤环性能的影响

从理论上和实验上研究了温度对扭转光纤环性能的影响.结果发现,当注入线偏振光时,扭转光纤环内存在一个弱主轴,并且其方向会随着温度的变化而偏移;而注入圆偏振光时,输出光仍然是一个比较好的圆偏振光,在同样的温度范围内,椭圆度变化很小.为进一步提高光纤大电流传感器的稳定性研究提供了一个有益的参考.     

掺镱全光纤激光器研究

用自制耦合器搭建了全光纤激光振荡器,通过不同的泵浦方式对全光纤激光器进行了实验研究。实验装置中加入包层光剥离器,纤芯/包层分别为20/400 μm的有源光纤作为增益光纤。实验中未加特定的冷却装置,选用2个110 W激光二极管分别进行前向和后向泵浦,在总泵浦功率223.6 W时,前向泵浦方式中获得激光功率输出152.2 W,光-光转换效率69%;后向泵浦方式中,激光功率输出156.5 W,光-光转换效率70%。最后,进行了双向泵浦实验,泵浦光功率443.8 W时,1080 nm近单模激光功率输出311 W,光-光转换效率70%。进一步增加泵浦功率,会获得更高功率的1080nm激光输出。     

一种可调谐掺铒光纤激光器的研究

文章基于掺铒光纤在1 550 nm波段的增益特性,利用光纤光栅作为调谐装置,设计了可调谐光纤光栅激光器的简单结构,通过改变光纤光栅的温度对光纤激光嚣的波长进行了调谐.更重要的是实验分析了不同掺铒光纤长度对激光输出功率的影响,在温度为25℃时,实验中分别取10、20和30 m 3种不同光纤长度进行了测试,结果表明,不同长度的掺铒光纤,其阀值不同.     

光子晶体光纤光栅及其在激光器中的应用

对近年来国内外光子晶体光纤(PCF)光栅和PCF光栅激光器的研究现状按发展进程进行综述。概要叙述PCF光栅成栅理论与工艺的研究进展;重点阐述窄线宽单频光纤光栅激光器的研究现状,特别介绍近年来PCF光栅激光器的研究成果。