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oe1(光电查) - 科学论文

17 条数据
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  • 基于双模CMECF共振解调技术的轴向微应变传感器

    摘要： 本文首次通过实验展示了一种基于同心多层椭圆芯光纤（CMECF）的纤内轴向微应变传感头，该传感头结合了马赫-曾德尔干涉仪（MZI）。采用CMECF-单模光纤-CMECF（CSC）结构成功实现了高消光比（约15 dB）的MZI。本文系统阐述了MZI传感器原理与谐振解调技术。在该CSC结构中，两段CMECF分别作为模式发生器与耦合器。LP01模与具有相近激发系数的LP11偶模是CMECF中支持的两个主导传输模式群。凭借独特的双模特性，该传感器实现了良好稳定性。由于高阶模式间的强相互作用，MZI中检测到的谐振峰随轴向微应变变化而移动。实验在0 με至1250 με范围内实现了约1.78 pm/με的高灵敏度，同时强度波动低于0.38 dB。

    关键词： MZI（马赫-曾德尔干涉仪），光纤传感器，少模光纤，轴向微应变

    更新于2025-11-28 14:23:57

  • 具有中间耦合的少模光纤链路的非线性性能

    摘要： 本文回顾并拓展了针对不同模式延迟图、在各种线性耦合状态下工作的少模光纤链路非线性性能研究。通过四波混频理论及包含任意强度线性模式耦合半解析解的分步傅里叶法估算非线性性能，提出了在实际训练序列长度水平下最小化非线性代价的最优链路配置方案，包括：使非线性失真低于无模式耦合单模传输所需的耦合强度，以及模式延迟图的影响。最后比较了多模非线性薛定谔方程的不同近似解法，重点突出了包含分布式线性模式耦合的随机解法的准确性。

    关键词： 模分复用、少模光纤、线性模式耦合、光纤非线性

    更新于2025-09-23 07:46:22

  • 光纤中计算模式分解的深度学习方法

    摘要： 多模光纤被视为光通信中数据速率稳步提升的关键技术。然而，光在多模光纤中的传播过程复杂，可能导致信息传输失真。因此需要开发控制光传播的策略，这些策略包括测量光场通过光纤后的振幅和相位信息，通常采用全息方法实现。本文探讨了利用深度神经网络从仅含强度信息的简单相机图像中提取振幅和相位信息的方法。我们开发了一种新型训练方式，其鲁棒性和精确度远超传统训练数据设计。研究表明，该深度神经网络的性能可与数字全息技术媲美，但所需工作量显著降低。多模光纤的快速表征特别适用于物联网等高性能应用场景中的信息物理系统。

    关键词： 模态分解、深度学习、少模光纤、数字全息术

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 采用速率自适应PS-16QAM信号实现弱耦合10模光纤402.7-Tb/s MDM-WDM传输

    摘要： 采用少模光纤（FMF）的模分复用（MDM）传输技术被研究用于突破单模光纤传输容量的理论极限。在MDM传输中，接收端通常需要多输入多输出（MIMO）数字信号处理（DSP）来补偿空间模式间的模间串扰（XT）。但该处理计算成本高昂，尤其是采用多空间模式的高阶MDM系统。为减小MIMO矩阵规模，研究者提出利用弱耦合FMF实施部分MIMO-DSP的MDM传输方案。虽然特殊光纤设计可抑制此类光纤中的模间XT，但残余串扰仍会显著限制信噪比（SNR）与传输容量。为在给定SNR下进一步提升容量，调制格式优化至关重要。概率整形（PS）技术因能动态调节调制格式熵值并实现给定SNR下的容量最大化而备受关注。本研究通过48公里FMF传输实验，采用速率自适应PS-16QAM信号配合四个4×4 MIMO与两个2×2 MIMO实现弱耦合10模式复用传输，在125微米包层单芯光纤中创下402.7 Tb/s的传输容量世界纪录。此外，我们还展示了根据空间模式动态调整PS-16QAM信号熵值从而进一步提升容量的可行性。

    关键词： 高容量传输、概率整形、模分复用（MDM）、少模光纤（FMF）、速率优化、编码调制

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [2019年IEEE国际空间光学系统与应用会议(ICSOS) - 美国俄勒冈州波特兰市 (2019.10.14-2019.10.16)] 2019年IEEE国际空间光学系统与应用会议(ICSOS) - 高光子效率光通信的实时光子计数接收机

    摘要： 我们提出了一种基于超导纳米线单光子探测器（SNSPD）和现场可编程门阵列（FPGA）实时处理的可扩展光子计数地面接收机设计方案，适用于空间对地弱光链路应用场景（如猎户座EM-2光学通信演示任务[1]）及未来深空探测或低发射功率任务。该接收机设计用于接收符合《空间数据系统咨询委员会光学通信编码与同步红皮书》标准[3]的串行级联脉冲位置调制（SCPPM）波形[2]。通过并行配置多路独立光纤耦合、探测效率达80%的商业化SNSPD，该系统可实现最高528Mbps的数据速率。为高效实现从望远镜到可扩展探测器阵列的光纤耦合（该阵列可根据望远镜孔径尺寸和探测器数量灵活调整），我们采用单模光纤（SMF）光子灯笼或少模光纤（FMF）光子灯笼[4]。本文概述了接收机系统设计、光子灯笼特性、SNSPD性能及系统级测试结果，证实单SNSPD即可实现40Mbps接收速率，并探讨了向更高数据速率扩展的方案。

    关键词： 少模光纤、超导纳米线、光通信、单光子探测器

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 基于少模光纤的自由空间光通信接收机最优耦合条件分析

    摘要： 空间光与光纤之间的有效耦合是自由空间光通信中的关键技术之一。少模光纤耦合正成为提升自由空间光通信接收机性能的一种有前景的方法。本文分析了少模光纤耦合效率对焦比、中心遮挡比和数值孔径的依赖关系。该研究成果可能有助于基于FMF耦合的FSOC系统接收机设计。

    关键词： 耦合条件，自由空间光通信，少模光纤

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 全少模光纤被动锁模8字形腔激光器

    摘要： 据我们所知，我们首次提出并展示了一种全少模光纤（FMF）被动锁模8字形腔激光器。该激光器中所有组件（包括所采用的少模掺铒光纤（FM-EDF）增益介质）均基于少模光纤构建并与之连接。通过自主研发的波分复用-模式选择耦合器（WDM-MSC），实现了将976 nm泵浦光源同时转换为LP11模式并复用进少模掺铒光纤。所获得的柱矢量光束（CVBs）脉冲具有78 dB的信噪比，基频重复频率为3.51 MHz。此外，仅需简单调节偏振控制器即可获得纯度超过94%的柱矢量光束。这种全少模光纤锁模光纤激光器不仅有望应用于多维复用通信和高功率光纤激光器种子源，更是开展非线性科学研究的理想平台。

    关键词： 锁模、圆柱矢量光束、少模光纤

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于少模光纤中受激布里渊散射的多微波频率测量

    摘要： 提出了一种新型多微波频率测量方法。其工作原理基于少模光纤中的受激布里渊散射效应。由于少模光纤不同模式间存在受激布里渊散射，光纤中会产生多个不同的布里渊频移。因此可采用现有技术测量微波频率；即使未知频率差值达到某个布里渊频移的两倍，仍能通过模式分路器不同端口的采集信号功率区分这些频率。

    关键词： 频率测量，少模光纤，受激布里渊散射

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 基于绝缘体上硅波导光栅耦合器的高效少模光纤模式复用器

    摘要： 我们提出了一种新型高效多模波导光栅耦合器，可同时发射包含阶跃折射率少模光纤（FMF）中两种线偏振（LP）模式（LP01和LP11）的四个信道。该基于绝缘体上硅（SOI）平台的波导光栅耦合器采用亚波长结构，通过结合二阶有效介质理论（EMT）的二维时域有限差分法（2-D FDTD）仿真与遗传优化算法进行优化设计。仿真预测其耦合效率为：LP01模式-4.3 dB，LP11模式-5.0 dB。该设计在硅光子学多项目晶圆（MPW）流片中完成制备，实测耦合效率分别为：LP01模式-4.9 dB，LP11模式-6.1 dB。该模式复用器完全无源，适用于未来空分复用（SDM）网络中少模光纤的应用场景。

    关键词： 少模光纤、空间复用、衍射光栅、集成光学

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [IEEE 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 中国黄山 (2019.8.5-2019.8.8)] 2019年第18届国际光通信与网络会议(ICOCN) - 基于少模光纤器件的模式调控

    摘要： 本文设计了几种基于少模光纤（FMF）的器件。随后展示了一种采用碳纳米管的全少模光纤锁?；沸渭す馄?，该激光器能够产生高纯度的圆柱矢量光束（CVBs）。

    关键词： 少模光纤、圆柱矢量光束、模式调控

    更新于2025-09-12 10:27:22