大气湍流对拉盖尔-高斯光束传播质量的影响

为了从系统的角度研究大气湍流对涡旋光束传播 质量的影响,根据广义惠更斯-菲涅尔积分和Kolmogorov湍流大气原理,利 用傅里叶光学分析方法和光束分步传播法对携带有轨道角动量(OAM)的 拉盖尔-高斯(LG)光束在湍流大气中的传播进行理论分析与数值仿真, 导出角谱形式的衍射模型及其对应的抽样限制条件。利用桶中功率(PIB,power in bucket)计算方法,分析湍流强度对不同OAM值的LG光束质量的 影响;引入高斯光束和点光源,对比评估典型光束的抗湍流能力。数值仿真结果表明:受大 气湍流影响,随着LG光束在湍流大气 中传播距离增加,光束会聚能力变弱有明显扩散;光束本身特有的环状光强分布及其相应的 相位分布都受到不同程度的破坏,损伤 程度与光束本身携带的OAM数有关;点光源对湍流的影响最为敏 感;高斯光束具有与小OAM值的LG光束相比拟的抗 湍流能力,且比大OAM数的LG光束有更强的抗湍流能力。     

光纤倾斜耦合角度的快速精密图像测量

光纤与光芯片的上表面耦合的倾斜角度是影响光耦合效率的关键因素之一,针对传统角规测量法效率低、精度差和不稳定等问题,采用坐标系重构方法和图像处理技术实现了对光纤倾斜耦合角度的快速精密测量。首先,在常规图像角度测量的基础上引入棋盘靶标进行坐标系重构,降低了CCD在光学放大获取微小光纤的图像信息时光轴轻微转动引起的误差。然后,为了在降低噪声影响的同时保障光纤直线特征的检测精度,对比了Hough变换和图像细化两种提取光纤直线参数的算法,结合直线元素在投影面的三角关系获得了光纤倾斜角度。实验结果表明:基于Hough变换的直线提取算法误差在0.1,平均运算时间为0.370 s,实现了对微小尺寸下光纤倾斜耦合角度快速精确地测量。     

光纤技术产生超宽带脉冲信号仿真研究

采用仿真方法研究在光纤传输过程中产生并分发超宽带脉冲信号.对系统频响特性的数值分析获知频率响应在低频段表现出带通滤波器特性,且中心波长越短,低频带宽越大.仿真12.5 Gbit/s伪随机序列传输特性表明,高斯脉冲通过系统后,时域上脉冲信号接近于FCC(美国联邦通信认证)的超宽带脉冲波形模板,频域上的信号频谱接近于FCC的频谱规范.     

一种低成本智能全光波长交叉交换连接器的设计和实现

报道了一种采用多个4×4,一个8×8光开关以及固定波长转换器组成的大容量全光波长交叉交换连接器(OWXC)的新颖结构,可以实现低串扰、低延迟的无阻塞光信号交换和转换,降低成本30%左右。同时,提出了应用于该结构的智能控制信号传输帧结构以及通过设置可用波长被锁定的时间门限来实现三种具有服务等级的智能光链路建立方式。实验结果显示,一条光链路从被断开到自动重新建立的时间是22 ms,可以实现人工、自动和半自动三种链路建立方式以及三根光纤,24个波长的全无阻塞交换,交换容量达到960 Gb/s。对组建大容量的光交叉连接(OXC)具有参考意义。     

OFDM-ROF下行链路的性能研究

OFDM技术与ROF技术结合为实现低成本、高速数据传输的移动网络提供了可能,但光纤链路的非线性以及无线信道的多径衰落降低了系统性能。在建立ROF下行链路的传输函数模型基础上,分析ROF下行链路对OFDM信号性能的影响。传输模型包括激光器,光纤链路以及无线信道。分析在不同光调制指数、光纤长度及无线多径信道下接收信号的误差矢量、三阶非线性失真和互调失真。仿真结果显示：随着调制指数、光纤长度的增加,以及无线信道的多径衰落使得接收信号性能下降。此分析为OFDM-ROF下行链路的线性化以及无线信道均衡方案选择提供了理论基础。     

ASON体系结构的研究

介绍了自动交换光网络的层次结构和广义多协议标记交换协议,讨论了自动光交换网络中的关键技术及实现方法。     

一种全光波长路由器的设计及性能分析研究

该文基于一种简单低成本的、波长转换节点共享型全光波长路由器结构,设计了以排队理论为基础的M/M/T/T模型,研究了波长路由器在波分复用波长路由网络中的阻塞特性。数值结果表明,全光网波长路由器的阻塞特性与复用波长数目,链路波长利用率,节点接入光纤端口数,有无波长转换器密切相关。尤其在受限波长转换条件下的配置优化分析,可看出波长路由器无需可调谐器件,也能获得灵活的波长转换能力,不但可避免波长路由器因为精确调谐所开销的时间,而且所有的控制均为简单的开关控制,可降低工程实现的复杂度。     

拉盖尔-高斯光束空间传播波前畸变的RMS评估

定量评估拉盖尔-高斯(LG,Laguerre-GAUSS)光束在大气湍流中传输的相位畸变,对 补偿和提高轨道角动量(OAM,Orbital angular momentum)自由空间光通信的质量具有重 要作用。提出将Zernike多项式导出的LG光束波前畸变的均方根(RMS) 作为光束传播的相位畸变评估指标,并在仿真实验中采用分谐波(SH)随机相位屏模拟大气湍 流。 通过Matlab仿真方法对携带不同拓扑荷值的LG光束在湍流中传输的波前畸变(WFD)的RMS进行 分析和讨论。仿真结果表明,利用SH波法产生的随机相位屏比快速傅里叶变换(FFT)法更接 近 实际的大气湍流;受大气湍流影响,LG光束的相位受到破坏,且其损伤程度与光束传输距 离﹑光束携带OAM数l有关;WFD的RMS计算结果与相位仿真结果一致,作为算例,OAM数分别为l＝1、3和5的LG光束传输500m后的WFD的RMS值 依次对应为0.004、0.004和0.005,显示波前畸变愈加严重;对l为1的LG 光束,随着传输距离从500m增大到4500m,其WFD的 RMS值由0.004增大到0.005,也表明WFD更加严重。因 此,RMS定量评估方法可以较为准确和客观地反映LG光束WFD的规 律。     

GMPLS中光层的保护和恢复机制

主要讨论了GMPLS信令对MPLS的扩展,通过对GMPLS新增的LMP协议和通告消息的讨论来解决故障的4个步骤,最后结合GMPLS根据现有光层的保护和恢复机制对保护交换和恢复的特点及实现方法进行了详细的讨论。