- 标题
- 摘要
- 关键词
- 实验方案
- 产品
-
由非平面锥形定向耦合器构成的宽带模式复用器
摘要： 我们提出了一种基于级联平面与非平面锥形定向耦合器（DC）结构的宽带模式复用器，该结构专为处理垂直对称与反对称模式而设计。通过锥形化设计扩展了工作带宽、降低了偏振依赖性并提升了制备工艺容差。作为示例，我们采用聚合物材料设计并制作了一款五模式（解）复用器，用于组合或分离E11、E12、E21、E31和E22模式。典型制备器件长度为2.1厘米，在C+L波段范围内每个DC的模式耦合效率几乎均高于94.5%，且具有弱偏振依赖性。该结构具有可扩展性，可适配不同材料平台实现。
关键词： 模式复用器、模分复用、锥形波导、定向耦合器、聚合物波导
更新于2025-09-23 15:22:29
-
采用垂直泵浦方法的聚合物-二氧化硅混合片上放大器
摘要： 本文展示了一种结合模式分复用方法的多层聚合物-二氧化硅混合片上放大器。该多层放大器由泵浦二氧化硅波导和放大聚合物波导组成：泵浦波导具有稳定性和高损伤阈值特性，放大波导则具备高兼容性与高掺杂率优势。通过模式分复用方法的垂直泵浦，可将泵浦光引入芯片任意位置处的放大波导。采用信号光与泵浦光的隔离方案，既能将泵浦光耦合进放大波导，又可避免信号光耦合至泵浦波导。通过计算掺杂率、波导长度、重叠因子及耦合参数等指标来优化放大器增益特性。设计的三处位置优化泵浦光放大器（波导长度6厘米、信号功率0.1毫瓦、泵浦功率300毫瓦）实现了33.89分贝/厘米的最大增益。这种聚合物-二氧化硅混合放大器有望用于三维光子集成电路和全光晶体管的片上损耗补偿。
关键词： 垂直泵浦法、片上放大器、聚合物-二氧化硅混合材料、模分复用、三维光子集成电路
更新于2025-09-23 15:21:01
-
基于MMI耦合器和移相器的变比模式不敏感1×2功率分配器
摘要： 模式分复用（MDM）被视为高性能计算机和数据中心中实现高带宽片上光通信的低成本、高密度方案。然而由于高阶模式（HOMs）存在复杂的模式耦合，MDM系统中同时控制多模式功率具有挑战性。本文提出一种基于多模干涉（MMI）耦合器与移相器级联的新型可变比例模式不敏感1×2功率分束器结构。我们理论揭示了由不等宽波导构成的移相器对基模与HOMs的相位偏移关系，进而阐明该结构的运作原理。数值模拟表明：通过设计移相器数量与长度，该结构能实现可变比例双模式模式不敏感1×2功率分束，与理论分析高度吻合。通过优化MMI耦合器与移相器的结构参数，有效降低了传输损耗并减小模式功率分束比差异。仿真结果还显示优化后的分束器具有优异的工艺容差与宽工作带宽特性，表明该结构能兼容多模式运行，适用于片上光通信潜在应用场景。
关键词： 模式不敏感功率分配器，模分复用，光波导器件
更新于2025-09-23 15:21:01
-
基于双多环芯光纤横向错位实现模分复用系统的模式转换
摘要： 本报告提出了一种基于两根相似多环芯光纤（M-RCF）横向偏移的模态转换方法。通过调节两根M-RCF的横向高度（y）和间距（x）实现了该转换?；谒竦玫?4%耦合功率，该技术有望作为模分复用系统（MDM）中复用过程的转换器件。
关键词： 耦合功率、多环芯、模式转换、模分复用
更新于2025-09-22 11:38:49
-
短距离少模光纤传输系统中采用时域均衡的M进制正交幅度调制格式均衡增强相位噪声代价的数值研究
摘要： 由色度色散（CD）与本振（LO）相位噪声相互作用引起的均衡增强相位噪声（EEPN），已在单模光通信系统中得到广泛研究。少模光纤（FMF）传输系统引入了新的信道损伤——差分模时延（DMD），该效应同样会产生EEPN，从而限制这些系统的最大传输距离。本研究针对采用盲相位搜索（BPS）载波相位恢复（CPR）算法的25GBd三模FMF传输系统，数值分析了正交相移键控（QPSK）、16/32/64阶正交幅度调制（QAM）格式下EEPN导致的光信噪比（OSNR）代价。该算法已被证实具有鲁棒性且适用于光通信系统。数值模型采用弱耦合机制的短距离FMF段，包含两种情况：FMF段两端使用理想模式选择型解复用器（模型A）和理想非模式选择型解复用器（模型B）。结果表明模型A中EEPN几乎无影响；而模型B中当所有调制格式的冲激响应DMD展宽达到约100个符号时，EEPN即引发严重OSNR劣化。针对模型B还评估了收发激光器间相位噪声的分布比例，证实劣化主要源于本振相位噪声。
关键词： 均衡增强相位噪声、模分复用、少模光纤通信系统、时域MIMO均衡
更新于2025-09-22 12:17:54
-
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
-
[IEEE 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 光学谐振腔的三阶色散Swift-Hohenberg方程
摘要： 实验采用3模750微米硅光子结构，展示了一种可能用于片上应用的模式分复用（MDM）源同步互连技术。研究结果包括：在两个独立模式上同时传输两个数据通道（10 Gb/s速率下误码率<10^-12），并通过第三个独立模式传输的光学转发时钟进行采样。论文评估了时钟模式分配的性能，表明在模间串扰较高的波长处，最佳时钟位置至关重要。例如在1553 nm波长，当时钟从高串扰模式（-18.6 dB）编码转换至低串扰模式（-28.6 dB）时，时钟抖动从45 ps降至2.7 ps。在模间串扰较好的1560 nm波长，未优化时钟位置时抖动为2.6 ps（-27.8 dB串扰），经最佳模式分配后降至1.1 ps（-34 dB串扰）。通过合理的时钟-模式分配，该光互连可在11 nm光学带宽内工作，从而支持MDM-波分复用架构。
关键词： 源同步链路、模分复用、集成光学、光互连
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
-
[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) - 基于模式选择特性的五端口无阻塞硅基光路由器
摘要： 我们提出并展示了一种基于模式选择特性的五端口光路由器。该路由器利用模式作为标签来区分其路由路径。所有路径的光信噪比均大于16.3分贝。
关键词： 光互连、硅光子学、模分复用、光交换
更新于2025-09-16 10:30:52
-
[IEEE 2019国际微波光子学专题会议(MWP) - 加拿大安大略省渥太华(2019.10.7-2019.10.10)] 2019国际微波光子学专题会议(MWP) - 硅光子芯片中的模分复用PAM-4信号传输
摘要： 新兴的5G移动网络和云计算应用正推动着短距离光通信容量需求的持续增长。为满足这一需求，模式分复用（MDM）技术通过利用光波导的空间模式来传输多个光信号，从而实现带宽容量的扩展。另一方面，PAM-4调制方式也能提升传输带宽——因其每个符号包含四个幅度电平，在相同波特率下比特率可达OOK的两倍。因此，片上MDM结合PAM-4是提升光子集成电路传输容量的有效途径。本文报道了一种基于硅平台的小型化低串扰四通道光子集成MDM电路，实验验证了其可实现80 Gbit/s模式分复用PAM-4信号传输。该方案的优势在于：这种小尺寸光子集成MDM电路能实现高数据容量的片上通信。该MDM电路可用于光纤无线（RoF）系统，提升RoF链路的传输容量。
关键词： PAM-4、硅光子学、模分复用
更新于2025-09-16 10:30:52