我国研制出实用性相干光纤通讯激光信号源

南京工学院在北京大学和中国计量科学研究院协作下,在我国首次研究成功了1.52μm He-Ne激光相干光纤通信信号源。其指标为:单模输出功率0.45mW,频率稳定性为10~(-10)量级(1秒和10秒取样时间),二台激光器的拍频线宽小于1MHz,拍频漂移量小于1MHz,室温下连续工作24小时以上     

实用性相干光纤通信激光信号源在我国首次研制成功

南京工学院在北京大学和中国计量科学研究院协作下,在我国首次研制成功1.5μmHe—Ne激光相干光纤通信号源.其指标为:单模输出功率0.45mW,频率稳定性为10~(-10)量级(1秒和10秒取样时间),二台激光器的拍频线宽小于1MHZ,拍频漂移量小于1MHz,室温下连续工作24小时以上不跳模.其外形尺寸;稳频激光器系统为50×18×18cm~3,激电源和伺服系统为36×32×12cm~3.激光器的寿命大于1万小时.该稳频He-Ne激光器可用作相干光纤通信信号源或本振器.     

半非平面单块激光器快速频率调谐的实验研究

在半导体激光器抽运的Nd∶YAG晶体半非平面单块固体环形激光器上 ,采用粘贴压电陶瓷 (PZT)的方法实现了快速激光频率调谐。对尺寸为 13mm× 14mm× 3mm的单块激光器粘贴了厚度为 0 5mm压电陶瓷 ,并观测两台单块激光器之间的拍频信号。当调制频率小于 10 0kHz时 ,对压电陶瓷施加峰值为 5V的正弦调制信号 ,可观测到大于 10MHz的马鞍形展宽拍频信号 ,对应的PZT调谐系数大于 1MHz/V。当调制信号频率过高时 ,例如频率大于 10 0kHz,拍频信号变得非常不稳定 ,说明激光频率产生了明显的漂移 ,且拍频信号展宽的形状也发生了变化 ,拍频信号的中心部分由凹陷变为凸起。实验观测到的调制响应带宽约为 10 0kHz。     

两台同类型号独立激光器频率稳定度的测量

采用拍频法对两台同类型号独立激光器的稳定度进行了测量。从拍频理论出发,得到了拍频信号稳定度与待测激光器和参考激光器稳定度三者所满足的平方和关系,对于稳定度一致的两台同类型号激光器,由拍频信号稳定度可以得到待测激光器的稳定度。实验中将New Focus公司生产的两台同类型号激光器(TLB-6017)进行拍频,根据拍频信号稳定度测得激光器稳定度为1.36×10-8,频率漂移量为5.1MHz(1s积分时间)。实验结果与激光器出厂指标[稳定度1×10-8、频率漂移量5MHz(1s积分时间)]相比,稳定度在同一量级,频率漂移量的相对误差为2%。此方法避免了通常测量激光器稳定度时所需的高稳定度参考光源的限制,为激光器稳定度的测量提供了一定的参考。     

正交偏振双频激光拍频检测的研究

采用扫频外差法和快速傅里叶变换(FFT)相结合的解调方式,实现了一种宽带、检测精度高、性价比高且能进行实时分析的拍频检测仪,可实现800 MHz到1 300 MHz范围内的拍频信号的实时检测,检测分辨率为10 kHz,检测精度可达100 kHz.     

基于光纤噪声抑制系统的1.5μm超稳激光系统比对

搭建了一套光纤相位噪声抑制系统。通过环外自拍频,得到噪声本底的秒级频率稳定度为6.8×10~(-18),2000s平均时间后达到2.3×10~(-19)。利用该系统可实现窄线宽激光频率在1.6km实际光纤链路中的传输,传输后环外自拍频信号的秒级频率稳定度可达1.2×10~(-17)。基于连接两个实验室的808m实际光纤链路,将此系统应用于1.5μm超稳激光的比对,通过拍频测量得到激光线宽为(0.54±0.15)Hz,秒级频率稳定度为1.2×10~(-15)。     

我国首次研制出实用性相干光纤通信激光信号源

南京工学院在北京大学和中国计量科学研究院协作下,在我国首次研究成功了1.52微米波长氦氖激光相干光纤通信信号源。其指标为:单模输出功率0.45毫瓦,频率稳定性10~(-10)量级,拍频线宽小于1兆赫,室温下连续工作24小时以上不跳模。这项高技术成果于1987年4月26     

基于拍频法的激光器数字化频率跟踪

为了在光纤双向时频传递系统往返链路中实现同波长传输，提出一种基于拍频法的激光器数字化频率跟踪技术，用于锁定系统中主、从两台分布式反馈激光器的频率。首先，采用光耦合器对两路激光信号进行合束，耦合后的合成光经拍频探测得到10 MHz的光学拍频信号；其次，将该信号和10 MHz正弦波信号进行混频并滤波后得到电学拍频信号，再对该电信号进行采样并由算法处理得到反馈电压值；最后以电流调谐的方式调节从激光器的波长，使其与主激光器的波长保持一致。实验结果表明：实验室50 km光纤时频传递系统连续运行60 h后时间同步百秒时差优于8 ps，相比未使用该技术的系统时间同步精度提高约36 ps。所提方案能够实现低成本激光器的频率跟踪，跟踪效果满足往返链路双向时延对称性要求。     

一种LGA封装的LTE三模手机功率放大器

采用砷化镓BiFet工艺进行LTE手机放大器的设计,研制了一款4mm×4mm封装、工作在340 MHz的两级手机功率放大器。该手机功率放大器可以工作在三种功率模式下,通过改变偏置电流以及数控衰减器,使整个功率放大器在较低的偏置电流下获得较高的效率和较好的线性度。在10 MHz LTE QPSK信号下,功率放大器在27dBm的输出功率下,相邻频道泄露比ACLR1(±10 MHz)小于-37dBc、ACLR2(±7.5 MHz)小于-37dBc、ACLR3(±12.5 MHz)小于-42dBc,以及32%的功率附加效率。     

我国首次研制出实用性相干光通信激光信源号

南京工学院在北京和中国计量科学研究院协作下,在我国首次研究成功了1.52微米波长氦氖激光相干光纤通信信号源。其指标为:单模输出功率0.45毫瓦,频率稳定性10~(-10)量级,拍频线宽小于1兆赫,室温下连续工作24小时以上不跳模。这项高技术成果于1987年4月26日通过了省级技术鉴定。     

可调谐单频非平面环形腔固体激光器

研究了单块晶体成腔的单频非平面环形腔(NPRO)固体激光器,在1.83W的808nm抽运功率下输出激光1.01W,斜率效率达到60%。采用拍频的方法对激光线宽进行了测试,激光线宽小于2kHz。通过抽运电流反馈控制使弛豫振荡峰得到超过30dB的抑制;通过对激光晶体的温度调节和压电陶瓷电压调节实现了激光器频率的慢调谐和快调谐,温度慢调谐变化10℃时激光频率变化范围超过15GHz;压电陶瓷快调谐范围超过±200MHz,在大于200MHz的范围内响应时间达到45μs。     

用于LTE的宽带有源RC低通滤波器设计

本文介绍了一种高线性带宽可配置(10/50MHz)的低通滤波器。该滤波器为六阶切比雪夫-Ⅰ有源RC结构。采用了一种新型的运算放大器补偿技术,使得滤波器在合理的功耗和较高截止频率(50MHz)下仍有很好的邻带抑制特性。采用0.18um CMOS工艺流片验证,测试结果表明：在10MHz截止频率下,12.5MHz处邻带抑制15.3dB;在50MHz截止频率下,60MHz处邻带抑制8.3dB,3倍频带外抑制大于60dB,带内纹波小于1dB。     

1.5μm外腔半导体激光器及其光混频实验研究

在1.5μm波段自聚焦透镜外腔半导体激光器的特性及其光混频实验中,两只结构相同的外腔半导体激光器经拍频后得到了稳定的中频信号,线宽约为6MHz(平均线宽为3MHz),在不加任何外部稳频措施的情况下,连续观察两小时中心频漂小于100MHz。文中还测得外腔半导体激光器线宽—功率特性及调频响应特性,实验与理论相吻合。且表明,这种结构的激光器可满足FSK相干光纤通信系统的要求。     

基于本地测量的双向光学相位比对方法

为了更好地实现远程光钟之间的高精度比对,对意大利Calosso小组所提出的光纤双向光学相位比对方案进行了拓展,提出了一种基于本地测量的双向光学相位比对方法。同源的两路光信号从同一光纤两端注入,其中一路光信号经光纤传输到远端后经反射原路返回本地端,另一路光信号从远端经光纤传输至本地端。两个信号均在本地端与参考光进行拍频,将拍频得到的两路拍频信号的相位进行比对。利用这种结构,系统不需要有源光纤相位噪声补偿也可以消除叠加在光纤链路上的共模相位噪声,该结构的最大优势在于拍频信号的采集和处理均可以在本地端完成,不需要引入额外的时间同步信号来保证两地拍频信号采集同步进行,简化了实验系统。计算分析了该方案的相位噪声极限,并建立了基于60km缠绕光纤的示范系统来进行测试,测得其秒级频率稳定度为1.45×10~(-16),千秒稳定度达到1.51×10~(-19)。该方案有望用于远程光钟和其他原子钟之间更可靠的高精度频率比对。     

新型共口径四频双圆极化微带天线的设计

提出了一种加载"牛角"形折线槽的贴片天线结构,通过调节折线槽尺寸,可灵活实现小频率比的双频设计。基于此设计了一种新型共口径四频双圆极化微带天线,仅利用三层堆叠结构实现了四个频段的覆盖,包括北斗三个频段B3(1 268±10)MHz、L(1 616±10)MHz、S(2 491±10)MHz和L波段的(1 995±10)MHz。仿真结果表明,天线在四个频段范围内均满足回波损耗小于–10 d B、轴比小于3 d B及基本的增益和波束宽度要求。天线两输入端口隔离度小于–15 d B,因此可用作北斗天线收发一体卫星通信终端应用。     

连续染料激光器的外腔稳频

连续染料激光器因其波长连续可调,在激光光谱、激光化学以及激光同位素分离等获得了广泛的应用.但因染料喷流的不稳以及受外界振动、温度、市电等影响,频率稳定度较差.例如S-P380A环形染料激光器及国内同类产品,取样时间小于1秒的峰峰频率波动约为20MHz,1秒至3秒时为40MHz,取样时间再长漂移更大.为提高其频率稳定性、压缩其线宽以满足高分辨激光光谱的要求,可把它锁频于一稳定的外部参考腔.     

具有目测指示的数字金属探测器

本文给出的数字金属探测器提供目测指示并辨别黑色和有色金属。这种BFO(拍频振荡器)基金属探测器(见图1)用1MHz晶振频率连接工作在同一标称频率的探测线圈振荡器。方波基准和探测信号由IC6b混频来产生探测拍频。IC2显示驱动产生500Hz左右的频率。探测和显示信号经IC3和NAND门结合并馈送到U4和IC7以驱动LED图1 数字金属探测器电路D1~D10。适当地调节VC1和VC2，置P1使得在没有金属的情况下所有LED都处于关闭状态。假若在金属物体(例如铁磁体)移动探测头，则LED将顺序地点亮。假若金属是非铁磁体，则LED将在反方向顺序地点亮…     

低功耗、小型化稳频激光系统的设计与实现

设计并实现了一种低功耗、小型化、可长期稳定运行的自动稳频激光系统。通过设计并实现高效率、低纹波的电压源,较大幅度地降低了整个系统的功耗和体积;通过设计并实现高性能温度控制电路、电流控制电路和稳频电路,得到了线宽较窄、频率稳定度较高的输出激光。该系统能够自动长期稳频,输出激光线宽约为1 MHz,稳定度指标为秒稳定度1.43×10~(-10),十秒稳定度3.90×10~(-11),百秒稳定度1.28×10~(-11),千秒稳定度2.25×10~(-11)。在稳定度略优于商用外腔半导体激光器的前提下,该激光系统电源体积缩小了约85%,整机功耗降低了约90%,为实现半导体稳频激光系统的低功耗和小型化提供了一种新的方案。     

双纵模激光拍频干涉仪的研究

介绍了一种可对大尺寸工件进行无导轨精密测量的系统。以有高稳定性和强抗干扰能力(室外可达10^-7)的双纵模热稳频He-Ne激光器为光源，其拍频约为790MHz，拍频波长约376μm；以节点为对准标志，最邻近节点到被测点的间距用组合于同一光路中的分系统激光干涉仪测量，分辨率为0．08μm。采用自适应滤波和小波运算大幅度地降低了光电信号噪声，并强化波形。测试表明，测量的不确定度优于30μm／10m，整个测量系统可在0～20m范围内工作。     

高功率高重复频率飞秒掺镱光纤激光频率梳的研究(特邀)

飞秒光学频率梳在精密计量学和光谱学中扮演着革命性的推动角色,成为近二十年超短脉冲激光技术及应用研究领域最活跃的前沿方向之一。文中基于250 MHz重复频率（frep）的掺镱（Yb）光纤激光器,研究了不同腔内色散以及锁模机制对飞秒脉冲序列载波包络相位偏移频率（fCEO）噪声的影响。通过对飞秒光梳细节的优化,得到了49 dB信噪比的fCEO拍频信号并获得了秒稳3.210-10的锁定结果,同时frep的锁定结果也达到了到了秒稳3.410-13的精度。此外文中还研究了不同啁啾状态的种子光飞秒脉冲对基于大模场面积双包层Yb光子晶体光纤放大器输出光脉冲宽度的影响。以携带-3.8104 fs2预啁啾量的光脉冲作为种子光,在60 W 976 nm半导体激光泵浦下,获得了250 MHz重复频率、23 W平均功率和66 fs压缩后脉冲宽度的激光输出。