武汉邮电科学研究院完成国内长距离四次群光通信系统实验

武汉院试验场最近成功地实现了四次群(140Mb/s)60.5 km无中继光通信系统实验,整个系统主要特性如下:光源采用武汉电信器件公司研制的InGaAsP/InP—DAL—DC—PBH—LD组件其工作波长为1.52μm,主/旁模抑制比为15dB,光谱半宽度为1(?)。光纤采用院光纤光缆室研制的单模光纤,为了研究对现有1.3μm系统扩容等,全部光纤均为供1.3μm系统使用的单模光纤,光纤总长60.5km,在1.55μm处的总     

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MS9020D为手持式光测量仪器,由一个LC或LED光源和一个光功率计组成,其中可选的4种LD光源、7种LED光源、8种传感器和一种反射损耗测量单元都是插入式结构,非常便于现场更换。MS9020D覆盖0.66μm、0.85μm、1.3μm和1.55μm波段,测量光损耗范围高达67dB,回波损耗范围0到     

光纤通信技术进展——从国外光纤通信技术的趋向来考虑国内光纤通信技术的发展

光纤通信技术自1970年开始发展以来重点放在0.8—0.9μm波长范围,技术已接近成熟。1976年起,1.0—1.8μm波长范围有新发展,前景大有希望。本文第一部分概述0.8—0.9μm近二、三年的国际水平。光纤以MCVD制成的渐变折射率多模光纤居多。光源和光检测器件分别由AlGaAs和Si制成。LED—PD和LD—APD两种组合都有应用,但LD—APD用得更普遍。文中介绍LD的光功率—电流特性及驱动电路例子,APD的雪崩增益—偏压特性和最佳增益特性及预放大电路例子。又介绍典型的光纤数字传输系统:码速44.7Mb/s,光纤损耗6dB/km,中继站间隔7km。这系统的工程实验项目包括脉冲色散、定时抖动、韦扰影响、系统恢复等几项测量,结果表明可以准备交付市内电话实际使用。本文第二部分概述1.0—1.8μm近二、三年的发展动态。光纤制造着重于降低OH成分,倾向于单模传输,可以同时兼得低损耗、低色散和宽窗孔等优点。光源器件改用InGaAsP,光检测器件用Ge和InGaAsP。光纤损耗减至1dB/km以下,码速容量可达1Gb/s以上,中继站间隔20km以上,适合于渡长划分多群复用。目前研究工作正在蓬勃发展,令人相信1.0—1.8μm波长范围用于长距离、大容量数字通信将比0.8—0.9μm更为有利。本文第三部分是从国外光纤通信技术的趋向来考虑国内光纤通信技术的发展。认为国内目前主要力量应放在继续改进已经取得成绩的短波长光纤系统。光纤、光缆、LED、PIN都须巩固和提高,APD、LD尤其需要迅速突破。不仅希望旱日在市内电话网代替电缆使用,还要推广至局部范围的光纤通信,发挥它抗电磁干扰的优点。光纤参数测量枝术应继续积极研究,对于损耗和带宽测量方法和设备,须力求标准化,使精度和重复性都能提高。至于长波长光纤系统,国内应立即着手在研究所和学校开始研制长波长多模渐变光纤和InGaAsP/InP的光源和光检测器件。我们国内规划长途通信和海底通信,将寄希望于长波长光纤系统。     

多模长波长光纤无源器件损耗测试系统的研制

本文介绍了多模长波长(1.3μm)光纤无源器件损耗测试系统及其研制过程。由于解决了长波长损耗测试中近似稳态模分布注入条件和长波长光源功率稳定性等关键问题,所以长波长测试系统的测试重复性达到了优于0.15dB的较高水平。     

1.3微米波长InGaAsP/InP双异质结面发光二极管

石英光纤在1.3μm波长处的损耗低达0.5dB/km,色散几乎为零。因此,工程实用系统广泛采用1.3μm波长的光纤传输系统。在可用的光源器件中,1.3μm面发光管是一种高可靠性、低成本的实用器件,能满足中、短距离光纤通信的要求。使用这种器件已建成了工作速率为274Mb/s、无中继传输距离8公里和400Mb/s、5公里的梯度多模光纤通信系统。近年来,具有1～2Gb/s超高速调制能力的面发光1.3     

基于ZEMAX单模大光束光纤准直透镜信号耦合分析

针对光纤连接器核心部件之一光纤准直透镜信号精密耦合问题,采用双合透镜设计了一种单模大光束光纤连接器.通过分析双合透镜特性、光纤准直器阵列中的多光学器件耦合机理和准直透镜间的3种耦合偏差引起的传输损耗,推导出该耦合系统的传输损耗公式.基于MATLAB分析得到:角向失配对准直器的耦合损耗影响最大,轴向失配影响最小.利用光学仿真软件ZEMAX在序列和混合模式下对连接器进行模拟,用Origin绘制出不同失配情况下信号耦合效率曲线,结果表明单模光纤芯径为12 μm时,耦合效率达到92.42％.最后通过光学平台搭建实验系统,验证了仿真结果的准确性.     

基于模式耦合的低弯曲损耗大模场带隙光纤研究

提出一种大模场带隙光纤,由排布在正方结构网 格中的高折射率介质柱形成导光机制。采用有 限元法分析了直光纤与弯曲光纤下的模式损耗与模场面积等特性。研究结果表明:这种光纤 具有较宽的带 隙,可同时支持基模和高阶模的传输,两种模式的泄漏损耗均低于1×10－3 dB/m。当光纤弯曲时,其包层会 产生具有强泄露损耗的包层模,并在一定的弯曲半径下与纤芯的高阶模发生强耦合。当弯曲 半径在15～20cm 之间时,基模弯曲损耗小于0.01dB/m,而高阶模损耗大于1dB/m, 因而光纤可以经弯曲实现大模场单模传 输。在1064nm波长处,其直光纤的基模模场面 积为1319.62μm², 而在弯曲状态下的模场仍可达到975.00μm²以上,因而可实现大 模场的低弯曲损耗传输。     

低耦合损耗的光电混合光纤旋转连接器

设计了一种光电混合光纤旋转连接器,能实现相对旋转的光信号在较大对准误差范围内低损耗连接.旋转状态下的自聚焦透镜准直光纤输出的光信号,并由PIN光电探测器将其转换为电信号,冉由激光器根据电信号再生出原始光信号继续在光纤通讯系统中传输.该光电混合光纤旋转连接器在离轴偏移量至520μm或对准倾斜角至0.5°时的附加耦合损耗为0.3 dB,而采用双自聚焦透镜的光纤旋转连接器要获得小于3 dB的插入损耗,其离轴偏移或倾斜角度必须小于100 μm和0.10°相比之下,本文设计的光纤旋转连接器能降低系统对机械加上及装配精度的要求,具有较高的实用价值.     

K -Na 离子交换1×32光功分器的设计

设计了玻璃基K+-Na+离子交换1×32级联Y分叉光功分器.由于采用了一种新型的器件结构形式,光功分器的长度得以缩短,当输出波导间距为127 μm、波导最小曲率半径为30 mm时,器件总长只有20 mm.为了提高器件的功分均匀性,对波导的泄漏模进行了控制,使一阶泄漏模的损耗速度达到32 dB/cm.为了提高波导与光纤的耦合效率,器件输入输出端进行了光斑尺寸变换,使光纤-波导的耦合损耗降低到0.26 dB.     

用于SOI脊形波导的模式匹配器的设计

引入4种不同形状的模式匹配器，提高了SOI(Silicon—On—Insulator)脊形波导和单模光纤(SMF)的耦合效率。用三维束传播法(BPM)和重叠积分方法对这4种模式匹配器进行了结构设计和性能分析。结果表明，这4种模式匹配器对提高耦合效率的能力几乎相同；经过结构优化后，模式匹配器的耦合效率约提高了0．5dB；当模式匹配器长度大于800μm时，耦合效率几乎不随长度变化，因此模式匹配器长度取值应大于800μm。最后分析了封装对准中的对准精度要求。若要求附加损耗小于0．3dB，对准偏差须小于lμm。     

利用1.55μm边发射发光二极管、速率为16Mbit/s的107km无中继色散位移光纤

单模光纤因其损耗低、无模间色散,以及有潜在的经济特性,作为传输介质是非常吸引人的。尤其是在1.55μm下损耗低到0.17dB/km的色散位移光纤,可以采用多纵横模光器光源供长距离高效率应用,能在数据速率高于1Gbit/s的情况下实现100km以上的无中继距离传输。上述一些优点使单模光纤对要求费用低廉及数据传输速率低的应用场合也颇有吸引力。激光发射器及与之有关的控制线路乃是这种系统的昂贵因素,为此,我们采用了1.55μm边发射的(ELED)LED作单模系统的光源。这种ELED有潜在的经济能力,容易控制,并且揭示了这样一种可能,即色散位移光纤会变成从几个Mbit/s系统到多个Gbit/s激光系统的工业用规范化光纤。     

在1微米波长范围内高速高辐射率InGaAsP/InP DH LED的制作和最佳设计

本文介绍了具有单片集成透镜的InGaAsP/InP双异质结(DH)发光管(LED)的制作和设计。这种器件具有高速和高辐射性能。分析了诸如耦合功率、电-光线性度、截止频率等工作特性与LED、光纤结构参数的依从关系,提出了模型,并用于完成最佳设计。现已发现高倍数的透镜能使耦合输出功率和响应速度同时达到最大值。在1.15、1.3、1.5μm波长下做出了与50μm芯径0.2NA梯度折射率光纤相耦合的LED。尤其在截止频率方面得到了明显改善,在1.3μm波长耦合功率(35μW)没有减小的情况下,工作电流100mA的截止频率最大值已达到120MHz。这种二极管的高速大功率性能对高比特率传输系统的应用是很有前途的。     

保偏负曲率光纤的双折射特性分析北大核心CSCD

设计了一种具有偏振滤波特性和保偏特性的空芯负曲率光纤(HC-NCF),并对其特性进行了分析。通过引入内包层管破坏常规HC-NCF的对称性,使两个正交方向的基模和内包层玻璃管模式进行耦合,从而增加两个偏振方向的折射率和损耗差异。进而对光纤双折射特性和损耗的影响因素进行分析,包括内包层管的壁厚、内包层管的内直径和纤芯直径。结果表明,当光纤纤芯直径和外包层管环内直径为30μm,外包层和内包层管环壁厚分别为1.116μm和1.56μm,内包层管的内直径为9μm时,在1.55μm波长处双折射达到1.33×10^(−4),基模x偏振和y偏振方向的偏振消光比达到4723(36.7 dB),并且偏振消光比大于100的带宽为7 nm。此外,1.55μm波长处的最低损耗约为0.03 dB/m。这种保偏HC-NCF可应用于对偏振敏感的光纤器件。     

紫外-可见光谱水质检测系统的多束LED光纤耦合研究

针对紫外-可见光谱水质检测系统单个LED光源输出功率低、光束质量差的问题,提出了一种多束紫外LED光源与光纤合束耦合的结构设计方案.运用ZEMAX光学分析软件开展了仿真设计研究,针对紫外LED光源与光纤耦合发散角较大的问题,设计了非球面准直透镜,准直后发散角为0.403 mrad;针对光束尺寸与光纤的匹配问题,进行了消色差双分离聚焦耦合透镜的设计.实验结果表明,合束LED光束汇聚的弥散斑的RMS尺寸为186.412 μm,GEO点尺寸为290.071 μm,光束中95％以上的能量集中在300μm以内,实现了多束LED光源与光纤的高效耦合.     

近红外光纤隔离器的研制

本文介绍近红外波段(波长λ=1.15μm,…λ=1.52μm)光隔离器研制的一些结果。该器件是根据YIG磁性晶体的磁光效应——法拉第旋转效应的原理进行设计的。文章讨论了这种器件研制过程中的一些主要问题,其中包括45°法拉第旋转器的设计、旋转角及器件参数的测量方法、结构小型化及偏振补偿等问题。测试结果表明:正向损耗<2.2dB,反向损耗>25d B(波长λ=1.15μm和λ=1.52μm)。采取一定措施后,性能仍可提高。在光路中(光束光路及光纤光路)使用光隔离器可消除光路系统中反向光对半导体激光源引起的自耦合效应,使光源功率输出、模式、频率等稳定性提高,同时对消除反向波引起的反射噪声有良好效果。光隔离器在光信息传输系统中是一种不可少的器件。     

新型有机电致蓝色磷光器件的研究

设计了一种Ge/Si波导集成型雪崩光电二极管(APD)。器件采用将Si波导层置于Ge吸收层之下的结构,光经波导层进入吸收层只需一次耦合,降低了光的损耗,提高了光的吸收率和光电流。采用silvaco软件对器件的结构和性能进行仿真,结果表明:器件的雪崩击穿电压为-28V,最大内量子效率达到89%,在1.15~1.60μm范围内具有较高响应度,峰值波长位于1.31μm,单位响应度最高达0.74A/W,3dB带宽为10GHz。 更多还原     

从半导体激光器到具有锥形半球面端单模纤维的有效耦合

叙述了1.3μm波段的半导体激光器进入带锥体半球面端(TH纤维)单模纤维的有效耦合。用锥体半球面端纤维耦合可得到35％以上的耦合效率。端面半球的最佳半径是～20μm,并且,用电弧拉制这一半球透镜具有较好的重复性。已经发现,由于反射光引起激光器特性的变化在用TH纤维耦合时比用平面端耦合小得多。使用TH纤维耦合已经为系统制作了稳定的耦合器件。 1、引言用单模光纤作传输,尤其是对长距离和海底传输正在成为可能。单模纤维传输移向1μm波长区域的原因是减少光纤的损耗,并且,最近的光源和探测器也向这个区域发展。在单模纤维中,传输线的带宽是足够宽的,传输的距离主要受损耗限制。所以,发射机的功     

3-μm中红外偏振无关且CMOS兼容的石墨烯调制器（英文）

文章提出了一种3-μm中红外波段偏振无关且CMOS兼容的石墨烯调制器,器件主要包括两部分:模式转换结构及石墨烯调制器。该调制器不仅满足于CMOS兼容的要求,而且能够实现基膜的偏振无关调制。仿真结果表明该调制器在2.95μm到3.05μm的中红外波段能够实现高于20 dB的消光比,TE和TM模式的插入损耗都低于1.3 dB,其偏振相关损耗低于1.09 dB。通过计算,当器件长度为420μm,能够获得高达9.47 GHz的3 dB带宽。     

多通道宽带光纤旋转连接器的实验研究

针对光纤旋转连接器在轴向旋转光通信系统中的应用和技术特点,研制了一种基于Dove棱镜和光纤准直器的空分复用多通道宽带光纤旋转连接器。通过分析光信号在多通道宽带光纤旋转连接器中的光路和光程,得出了850、1 310和1 550nm 3波长光路传输时的出射偏移量,并据此设计Dove棱镜的几何尺寸和光纤准直器收发光路,使其达到宽带耦合最佳位置。实验结果表明,经由多通道宽带光纤旋转连接器传输的850~1550nm波长信号最大插入损耗为4.7dB,回波损耗为43.78dB。光纤旋转连接器在-40~70℃时的插入损耗最大变化值为2.0dB。将光纤旋转连接器接入传输速率为1.32Gbit/s的数字视频复用系统中,数字信号的丢帧率为0,以太网和视频指标均满足实际信号传输要求。     

基于透镜组的新型双通道光纤旋转连接器

针对现有双通道光纤旋转连接器(FORJ)所存在的问 题,提出了一种基于透镜组合系统的 新型双通道FORJ。其中心通道由两光纤准直器直接对准耦合而成,旁轴通道通过透镜组的圆 对称性实现旁轴通道光信号的连续 传输。旁轴通道是这种FORJ设计的关键,利用几何光学定律,通过光线追击法计算了 旁轴通道在准直器和大 芯径光纤分别作接收器下FORJ的光路图。最后测试了双通道FORJ的性能参数,实验结果表明 ,所提出的FORJ中心通道最大插入损耗为1.84dB,旋转变化量小于 0.59dB,回波损耗大于40dB;旁轴通道最大 插入损耗为2.40dB,旋转变化量小于0.76dB ,回波损耗大于45dB,完全可以满足双通道器件性能要求。