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                2020年10月PTL光通信論文評析

                發布人:電纜寶dianlanbao 發布日期:2020-11-18來源:電纜寶閱讀數:6分享到:
                光纖在線特邀編輯:邵宇豐,王安蓉,胡欽政,王壯,楊杰,伊林芳,田青,楊琪銘,于妮
                ???2020年10月出版的PTL主要刊登了以下一些方向的文章,包括:無源光子器件、光纖光柵、光開關、光纖激光器和噪聲補償方案等,筆者將逐一評析。

                1、 無源光子器件
                ????希臘塞薩洛尼基亞里士多德大學的K.?Fotiadis等研究人員設計了一種用于密集波分復用(DWDM)O波段工作的硅光子循環16×16陣列波導光柵路由器(AWGR)。該AWGR由輸入波導、輸出波導、兩個自由空間傳播模塊(FPRs)和一個陣列波導組成,具有1.06?nm(189?GHz)的信道間隔,17.80?nm(3.16?THz)的自由光譜范圍和0.65?nm(116?GHz)的3?dB信道帶寬,設計原理如圖1所示。研究人員實驗驗證了在信道峰值插損范圍3.90?dB至8.37?dB內,所有陣列波導通道中AWGR能以正常頻率工作。研究表明,當通道插入損耗在3.9?dB至8.37?dB之間時,所有端口信道損耗非均勻值為4.47?dB,與大多數集成式循環AWGR相比,該器件的串擾值低至21.56?dB[1]。

                圖1?AWGR設計原理


                2、 光纖光柵
                ????武漢理工大學的Quan?Liu等研究人員設計了一種基于傅里葉域鎖模(FDML)激光器的超高速光纖光柵(FBG)。該器件通過預制馬赫曾德爾干涉儀(MZI)克服非線性效應,并引入單峰濾波器(SPF)用于解決波長漂移問題,原理如圖2所示。研究人員設計了一種信號采集和峰值搜索方法,?實現了實時多通道查詢過程。研究表明,使用MZI能讓系統精度提高92%,使用SPF能讓FDML激光器的輸出光譜穩定。該方案可以實現40?kHz四通道同時工作,振動頻率相對誤差小于0.3%,解調穩定性為0.006?nm,線性度為0.9994[2]。
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                圖2?峰值搜索原理



                3、 光開關
                ????暨南大學的Xinyue?Zhang等研究人員設計了一種新型電光波導光開關。該光開關尺寸小,消光比高,開關速度快,通過X方向切割鈮酸鋰(LN)交換(APE)波導實現模式切換,通過改變施加到電極的電壓來控制偏轉過程。研究人員采用具有微結構的等腰三角形陣列電極LN波導、喇叭形輸入波導和兩個錐形輸出波導共同組成了電光波導光開關,結構如圖3所示。研究表明,該雙模開關能夠以40?V的開關電壓在1530?nm處實現兩個輸出端口之間切換,消光比(ER)為17.39?dB,速度為22?ns。當電壓從0?V增加到40?V時,ER會以0.43?dB/V的速率增加;在0到-40V的負電壓范圍內,ER以0.32?dB?/?V增加[3]。
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                圖3?電光波導光開關結構


                4、 光纖激光器
                ????電子科技大學的Jian?Yang等研究人員設計了使用平面直紋光柵在3.5μm波段內進行寬波長可調增益切換的摻Er3?+?ZrF4光纖激光器。該光纖激光器采用了雙波長泵浦(DWP)方案,包括一個976nm的連續波(CW)?發光二極管和兩個國產Tm3+摻雜光纖激光器(TDFLs)。研究人員使用976nm和1981nm連續波激光器,并將1981nm脈沖激光器用作觸發信號源,實驗裝置如圖4所示。研究表明,當泵浦重復頻率為50?kHz時,光纖激光器在293?nm的調諧范圍內(3397.1-3690.2?nm)使用平面直紋光柵可以獲得穩定增益切換脈沖。在3450.5nm波長時,光纖激光器的最大平均功率值為264.5mW,脈沖能量為5.29μJ,寬度為1.02μs[4]。
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                圖4?光纖激光器實驗裝置


                5、 噪聲補償方案
                ????美國加州大學圣地亞哥分校的Huan?Hu等研究人員設計了用于輔助正交頻分復用(OFDM)接收機的低復雜度聯合相位噪聲補償方案。該方案不依賴導頻,其有效性僅取決于相位與階次之間的線性關系。研究人員采用雙梳OFDM接收機對具有60個子載波的4QAM?OFDM信號進行解調,實現復雜度低,原理如圖5所示。研究人員基于相位噪聲特性采用兩階方案通過Viterbi-Viterbi算法估計每個通道的相位噪聲,并在所有通道上進行相位估計,通過恢復符號平均誤差矢量幅度(EVM)來實現與導頻輔助信道相當的相位噪聲補償性能。研究表明,該方案性能優于以前的盲相位估計算法,無需導頻信道即可有效地抑制高階相位噪聲,并在可變SNR水平下顯示出魯棒性[5]。?
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                圖5?噪聲補償方案


                參考文獻
                [1] K.?Fotiadis?et?al.,?"Silicon?Photonic?16?×?16?Cyclic?AWGR?for?DWDM?O-Band?Interconnects,"?in?IEEE?Photonics?Technology?Letters,?
                vol.?32,?no.?19,?pp.?1233-1236,?1?Oct.1,?2020,?doi:?10.1109/LPT.2020.3018410.
                [2] Q.?Liu,?Y.?Wang,?Z.?Li,?Y.?Hou,?Z.?Xu?and?X.?Gui,?"An?Integrated?Design?of?Ultra-High-Speed?FBG?Interrogation?System-Based?on?
                FDML?Laser,"?in?IEEE?Photonics?Technology?Letters,?vol.?32,?no.?19,?pp.?1245-1248,?1?Oct.1,?2020,?doi:?10.1109/LPT.2020.3019409.
                [3] X.?Zhang?et?al.,?"An?Optical?Switch?Based?on?Electro-Optic?Mode?Deflection?in?Lithium?Niobate?Waveguide,"?in?IEEE?Photonics?
                Technology?Letters,?vol.?32,?no.?20,?pp.?1295-1298,?15?Oct.15,?2020,?doi:?10.1109/LPT.2020.3019962.
                [4] J.?Yang,?H.?Luo,?F.?Liu,?J.?Li?and?Y.?Liu,?"Widely?Tunable?Gain-Switched?Er3?-Doped?ZrF??Fiber?Laser?From?3.4?to?3.7?μm,"?in?
                IEEE?Photonics?Technology?Letters,?vol.?32,?no.?20,?pp.?1335-1338,?15?Oct.15,?2020,?doi:?10.1109/LPT.2020.3022428.
                [5] H.?Hu?and?S.?Radic,?"Joint?Phase?Noise?Compensation?in?Dual-Comb?Assisted?OFDM?Receiver,"?in?IEEE?Photonics?Technology
                ?Letters,?vol.?32,?no.?20,?pp.?1323-1326,?15?Oct.15,?2020,?doi:?10.1109/LPT.2020.3022972.


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