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oe1(光电查) - 科学论文

19 条数据
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  • [IEEE 2018年第20届透明光网络国际会议（ICTON）- 布加勒斯特（2018年7月1日-2018年7月5日）] 2018年第20届透明光网络国际会议（ICTON）- 面向空分复用光网络的光学与数字关键使能技术

    摘要： 为以经济高效的方式满足未来5G网络环境下的数据容量需求，需要探索一系列先进技术，例如空分复用（SDM）以及基于能效相干检测的调制格式。本文展示了基于SDM实现高容量光网络（兼容5G网络基础设施和数据中心连接）的最新研究成果。特别地，我们论证了在多芯光纤（MCF）中采用长周期光栅（LPG）开发多芯SDM系统不同组件（如泵浦耦合器、芯/波长选择型多芯开关及耦合器）的可行性。此外，我们还展示并表征了支持SDM系统中光相干检测的不同数字信号处理（DSP）算法及子系统的性能。

    关键词： 相干检测、长周期光栅、广义斯托克斯空间、数字信号处理、空分复用、空分解复用

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 空分复用弹性光网络中的三维资源分配

    摘要： 本文提出了一种综合模型，用于解决采用少模多芯光纤（FM-MCFs）的空分复用弹性光网络中的三维资源分配（3D-RA）问题。据此，我们提出了新的3D-RA算法，其中关键资源包括频谱、模式和纤芯。我们考虑了FM-MCFs中所有频谱和空间多样性类型，并引入了五种3D-RA场景：(i)单模单芯（SMSC）、(ii)单模多芯（SMMC）、(iii)多模单芯（MMSC）、(iv)多模多芯（MMMC），以及(v)混合3D-RA。针对每种场景，我们引入并探究了分数联合（FrJ-）与独立（Ind-）交换（Sw）方案。通过采用FrJ-和Ind-Sw方案，我们对上述场景进行了仿真。仿真结果验证了所提3D-RA算法的有效性。此外，基于本文提出的关键指标，对各种3D-RA场景进行了全面比较。结果表明，在非混合场景中，SMSC和MMSC场景分别在Ind-Sw和FrJ-Sw 3D-RA场景中展现出更优性能。结果还显示，在两种交换方案下，四重混合3D-RA场景的阻塞概率均低于其他所有场景。这些结果为Ind-和FrJ-Sw方案兼容收发器的模拟系统提供了有效建议。

    关键词： 频谱与空间资源分配，少模多芯光纤，空分复用，弹性光网络

    更新于2025-09-23 15:22:29

  • 面向联合空间电路与分组交换的SDM网络测试平台演示?

    摘要： 我们展示了一个由三个节点通过19芯多芯光纤连接构成的空分复用(SDM)网络测试平台。每个节点均支持联合空间电路交换与联合分组交换功能，可提供10Tb/s空间电路超级信道和1Tb/s线速空间分组超级信道。该混合网络的性能评估表明，两种系统能在同一网络中共存，从而提供大容量高粒度服务。最后，我们在SDM网络测试平台上演示了基于服务质量要求的光通道选择方案。

    关键词： 空间超信道、空间复用、多芯光纤、空分复用、光分组交换、多芯光纤

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 飞秒激光微纳增减材加工：实现高通道密度硅基中介层用于多芯光纤与硅光子封装

    摘要： 过去十年间，飞秒激光在先进制造系统中的应用取得了重大进展，为透明材料的非接触式加工开辟了新途径。研究表明，现已能实现多种增材与减材工艺，以微纳级精度灵活构建此类材料的二维和三维结构。本文通过优化并扩展这些技术，展示了高密度光子封装组件三维写入的潜力，重点解决了光纤与硅光芯片（用于电信和数据中心）高效连接的关键瓶颈问题。研究采用熔融石英八十四通道中介层，实现了多芯光纤（MCF）与硅光芯片的高密度边缘耦合。通过飞秒激光辐照结合化学蚀刻（FLICE）技术开制备对准插槽，使多芯光纤位置能快速精准锁定，从而与中介层内激光写入的光波导实现高效耦合。三维波导扇出设计在低损耗、模式匹配、高通道密度、紧凑尺寸和低串扰之间实现了理想平衡。这些三维增材与减材工艺展现了更高集成度、快速光子组装与封装微光学组件的潜力，可应用于电信互连领域，并有望拓展至集成生物光子芯片或微型显示器等更广泛场景。

    关键词： 多芯光纤、波导扇出、硅光互连中介层、空分复用、光纤插座、飞秒激光微加工、光子封装

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 基于资源高效在线路由的透明空间分割复用弹性光网络

    摘要： 在本研究中，我们聚焦于基于空分复用的弹性光网络（SDM-b-EON）中光路路由的优化问题，提出了一种名为"带再生功能的资源高效在线路由算法（REORAwR）"的在线路由算法。该算法不仅能确保通过空间模式链路上的光谱超信道实现半透明光路的路由，还考虑了网络中收发器的配置情况。所提出的REORAwR算法具有可调性，既可致力于降低带宽阻塞概率，也可最小化整体功耗。关于再生功能，我们研究了两种场景——除根据传输路径特性调整调制格式外，其再生灵活性水平存在差异。通过采用两个真实网络拓扑结构和实际传输距离值进行大量仿真，结果表明：当SDM-b-EON中每个节点都允许完全灵活的再生操作和调制格式转换时，主要网络资源（频谱和收发器）的利用率可获得显著提升。此外，结果还显示与频谱使用相比，在整体功耗方面，半透明SDM-b-EON所能获得的性能增益非常有限。

    关键词： 在线路由、能效、弹性光网络、再生、空分复用

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 面向未来超高速大容量光通信的耦合与非耦合多芯光纤研究综述

    摘要： 本文综述了通过利用空分复用和模分复用技术来提升光纤通信系统容量的耦合与非耦合多芯光纤特性。分析了实现高效少模多芯光纤（FM-MCF）设计中的各类限制因素，针对两类光纤探讨了可实现的空间信道数量、串扰与色散特性、非线性效应及接收端开销问题。同时从机械可靠性与传输特性角度总结了现有耦合/非耦合MCF设计方案，讨论了前沿光纤设计的局限性，并对比了两类光纤的优缺点。研究发现现有MCF设计中，改善某项传输特性往往导致其他必要特性劣化。最后指出，要使空分与模分复用在各方面同时实现高效实用化，仍需对MCF系统设计进行更优优化，这可通过开发新型FM-MCF光纤、有源/无源器件、数据调制技术及信号处理算法来实现。

    关键词： 超模，耦合多芯光纤，非耦合多芯光纤，空分复用

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 用于相干光纤通信的高级数字信号处理技术

    摘要： 本文综述了高容量长距离相干光纤传输系统中先进数字信号处理（DSP）技术的最新进展。不仅需要补偿光传输链路中的线性损伤，非线性损伤也需通过适当算法进行抑制——因其已成为长距离大容量光传输系统的主要限制因素。除时域均衡（TDE）外，频域均衡（FDE）DSP也能实现相近性能，且计算复杂度大幅降低。先进DSP对实现空分复用（SDM）同样至关重要。近期发展的SDM技术可将系统容量提升至少一个数量级，部分研究成果已超越单模光纤（SMF）的非线性香农极限。SDM为空纤通信引入了空间维度，少模光纤（FMF）与多芯光纤（MCF）的制造推动了模式分复用（MDM）和多芯复用（MCM）等新型复用技术的发展。每个模式或纤芯虽可视为独立自由度，但信号传输过程中会产生严重耦合。多输入多输出（MIMO）DSP能均衡信号耦合，使SDM传输成为可能?；餮埃∕L）技术因受全球关注，亦被探索应用于先进DSP领域。本文首先介绍相干检测原理与方案，阐释DSP技术补偿传输损伤的机理；继而讨论非线性补偿、FDE、SDM及ML等相关DSP技术，分析关键技术并展示代表性成果与实验验证；最后给出简要结论与展望。

    关键词： 相干检测、神经网络、空分复用、数字信号处理、非线性补偿、机器学习、光纤通信、均衡

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 基于几何相位透镜的单次拍摄菲涅耳非相干数字全息术

    摘要： 单次曝光和非相干成像是数字全息术可拓展其应用范围的两大重要特性。本研究提出了一种结构简单、紧凑的同轴菲涅耳非相干数字全息记录系统，该系统能实现单次曝光三维成像?；诩负蜗辔煌妇堤厥獾牟ㄇ胺掷胩匦裕溆米鞴猜贩质?。结合偏振成像相机与空间复用技术，采用平行移相全息术实现单次曝光操作。通过基于紧凑型装置对两个标准测试图进行成像实验，验证了所提技术的性能。

    关键词： 非相干数字全息术、单次曝光、三维成像、并行相移法、空分复用、几何相位透镜

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 非线性光纤光学 || 多模光纤

    摘要： 多模光纤最早于20世纪70年代被用于非线性光学研究，因为当时可用的大多数光纤都支持多模传输。这种情况在80年代发生了变化，随着单模光纤因通信应用需求实现商业化而逐渐普及。2005年后，多模光纤研究再度兴起，部分原因是其在光通信系统空分复用技术中的应用。作为这一研究热潮的副产品，自2010年起多模光纤中的非线性效应得到了广泛研究。本章将系统性地介绍相关最新进展：第14.1节阐述三类多模光纤及其支持的模式；第14.2节将第2.3节理论拓展为适用于各类光纤模式的耦合非线性方程组；第14.3节运用这些方程讨论多模光纤中的调制不稳定性与孤子形成；第14.4节聚焦模式间能量传递的模间非线性效应；第14.5节探讨时空效应，重点分析多模光纤实现的空间光束净化与超连续谱产生；第14.6节则专门研究多芯光纤中的非线性现象。

    关键词： 调制不稳定性、时空效应、空间光束净化、孤子形成、多模光纤、多芯光纤、超连续谱产生、非线性光学、空分复用、模间非线性效应

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • [2019年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年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）- 光栅辅助模式选择少模熔融光纤耦合器研究

    摘要： 以模分复用（MDM）形式实现的空间复用技术（SDM）是应对日益增长的数据流量需求的一种解决方案[1]。该技术利用少模/多模光纤的各个模式作为独立传输信道，需要在多模光纤链路的输入端和输出端对单个模式进行寻址。其中，基于倏逝波耦合的模选择性熔融光纤耦合器可用于光纤传输链路中单个模式的定向调控。当模式传播常数相等时即可发生光耦合，这可通过刻写光栅结构来实现，从而补偿待耦合模式间传播常数的失配[2]。本研究将展示我们在光栅辅助模选择性熔融光纤耦合器开发方面的最新进展。为实现该器件，制备过程分为两个步骤：首先采用刻蚀-熔融-锥形化工艺，将Fibercore SM1500（4.2/125）阶跃折射率单模光纤（SMF）与OFS四模阶跃折射率少模光纤（FMF）制备成非对称熔融光纤耦合器，图1a展示了锥腰处呈抛物线形的非对称熔融耦合器横截面；随后采用振幅掩模法在单模光纤纤芯刻写光栅结构，以实现单模与少模光纤间的模选择性光耦合。该振幅掩模法使用青铜箔掩模（Optofab）和KrF准分子激光器（Atlex FBG，ATL Lasertechnik），其工艺参数（重复频率、脉冲能量和曝光时间）参考了先前在高掺锗单模光纤中刻写长周期光栅的研究[3]。为确定模选择性光耦合所需的光栅周期，我们在RSOFT软件中建立了CAD模型，该模型综合考虑了光纤参数、加热区域、光纤延伸量及耦合器制备过程中的熔融程度（DOF）。图1b展示了所制备非对称熔融光纤耦合器的CAD模型示意图。通过光束传播法（RSOFT中的BeamPROP工具箱）计算模选择性光耦合所需的光栅周期，并模拟光栅辅助模选择性光纤耦合器的性能。如图1c所示，当光栅周期为500微米时，可实现少模光纤LP11模式与单模光纤LP01模式间的模选择性光耦合。

    关键词： 熔融光纤耦合器、模分复用、少模光纤、光栅结构、空分复用

    更新于2025-09-12 10:27:22