利用两台独立激光器的拍频方法监测激光频率的锁定

采用两束独立激光拍频的方法,利用中心波长为780 nm的TOPTICA半导体激光器作为参考光对另一台中心波长为780 nm的MOGLABS半导体激光器锁定频率的稳定性进行监测.为了获得最优的拍频信号,对拍频条件进行了观测,分析了待测激光的光强、待测激光束与参考激光束的夹角及其偏振方向夹角对拍频信号的影响.在拍频信号最优的情况下,得到拍频信号的漂移量为1.804 MHz,可以认为待测激光的锁定频率是比较稳定的.拍频的方法为激光频率的锁定提供了一种有效的监测手段.     

短波长输出的掺镱光纤及其激光器研究

基于激光小信号增益和速率方程理论,对影响短波长掺镱光纤激光器输出的因素进行了理论研究,发现只有当掺镱光纤粒子数反转率大于50%、芯包比大于0.086和0.54时才分别有利于1 018nm和980nm的激光输出.利用满足小信号抑制条件的掺镱光纤搭建短波长光纤激光器模型,分析表明1 018nm激光器增益光纤最佳长度为5.6m,合适输出镜反射率为10%~20%,980nm激光器增益光纤最佳长度为1.4m,合适的输出镜反射率为20%~30%,为实现高功率的短波长激光输出提供了重要理论依据.     

可应用于航天测量的传感器PGC解调关键参数误差分析

干涉型光纤传感器在军用探测、航空航天等许多领域都有广泛的应用前景.直接调制光源频率(Frequency Modulation,FM)的相位生成载波(Phase Generated Carrier demodulation,PGC)解调方法成为干涉型光纤系统的重要解调方法之一.FM调频深度、一倍载波信号相位延迟、二倍载波信号相位延迟等关键参数均会对系统性能造成不利影响.本文从解调结果线性度和谐波抑制比(Harmonic Suppression Ratio,HSR)两方面分析了关键参数误差对解调结果性能的影响.分析表明调制深度C对参数误差的贡献最大,是影响解调性能的主要因子.相对而言,一倍/二倍载波信号相位延迟对解调结果性能影响较小.PGC解调结果线性度和谐波抑制比均受调制深度、载波信号相位延迟等的影响.参数误差每增加一倍,谐波抑制比约下降6dB.     

铒镱共掺光纤放大器增益特性研究

利用Matlab软件和龙格-库塔算法模拟铒镱共掺光纤放大器的增益特性随入纤泵浦功率、注入信号光功率、光纤长度以及光纤内稀土离子掺杂浓度等参数的变化。研究发现,铒镱共掺光纤放大器的信号光增益随入射泵浦光功率的增大而增大,随注入信号光功率的增大而减小;放大器内光纤长度存在一个最佳值;分别注入小信号和大信号时,铒离子浓度与镱离子浓度的最佳掺杂比例分别约为1∶4和1∶8,这些对于铒镱共掺光纤放大器的优化设计具有指导意义。     

掺镱光纤放大器中受激拉曼散射的数值分析

采用描述泵浦光、信号光和Stokes光的稳态速率方程组,对不同光纤参数及泵浦光参数下掺镱光纤放大器内的泵浦光、信号光以及Stokes光沿光纤轴向的演化进行了数值分析.结果表明:受激拉曼散射的发生会导致信号功率在达到增益饱和之前迅速下降;增大泵浦功率,采用掺杂浓度较高的掺镱光纤以及较大吸收截面的泵浦光可以在较短光纤内获得较好的信号放大而避免受激拉曼散射的发生.     

快速高精度BPSK信号载波相位同步算法

提出了一种离散Fourier变换(DFT)和数字锁相环(DPLL)联合的二相相移键控(BPSK)信号载波相位同步算法.该算法采用平方运算和DFT对BPSK信号进行频率粗估计,通过设计数字锁相环快捕带宽,保证频率粗估计作初始频点的数字锁相环直接工作在快捕状态.数字锁相环经过约1个频率周期锁定,提供满足解调性能的精确同步载波信号.仿真表明,算法满足快速高精度载波同步要求,且避免了传统的锁频和锁相环联合算法锁定时间过长的问题.采用全数字结构,算法易于数字信号处理器(DSP)等数字芯片实现.     

激光等离子体相互作用下高次谐波特性研究

相对论激光与等离子体相互作用中形成的纳米电子束在强激光场中的相干同步辐射是产生相干极紫外线和X射线辐射的独特方式.相对论激光脉冲的宽度和等离子体的各种参数决定了产生单个阿秒脉冲还是阿秒脉冲串.在激光脉冲持续时间只有少数几个光学周期下,其载波包络相位对阿秒脉冲有重要影响.通过控制载波包络相位在合适的范围,可以得到孤立阿秒脉冲.除了驱动激光的载波包络相位,等离子体密度分布梯度和等离子体厚度也会影响阿秒脉冲的特性.     

一种无线信道密钥容量求解方法

为了准确求解合法通信双方利用无线信道生成共享密钥的容量,借助于瑞利衰落统计模型和互易性对无线信道进行建模,得到合法双方接收信号的统计分布;通过对统计分布进行雅克比变换分别推导出双方包络的联合分布和相位的联合分布,进而通过互信息公式求解出相应的两个密钥容量表达式。利用窄带信道的互易性,提出了一种发送信号为非相干载波的密钥生成协议,合法双方在相干时间内以时分双工(TDD)方式对无线信道进行多载波探测,双方分别利用接收信号包络、相位信息生成密钥,将两密钥去除相关性后拼接起来作为最终的密钥以用于安全通信。该协议能够同时利用接收信号的包络和相位信息,且密钥容量与非相干载波的个数成正比。仿真结果表明:分别基于信号包络、相位信息生成的密钥存在相关性;仅由包络和相位信息生成密钥并未充分利用信道特性信息,当信噪比为10dB时,利用接收信号包络、相位的密钥容量的数值求和比利用接收信号的密钥容量低0.3b/s。     

卫星导航信号AltBOC调制方式分析

在二进制偏移载波(binary offset carrier,BOC)调制的副载波相位跳变的基础上,研究两路交替二进制偏移载波(alternate binary offset carrier,Alt BOC)信号的性能及特点,引出4路非恒包络Alt BOC调制,通过副载波重建使信号变为恒定包络,最终得到恒包络Alt BOC调制信号.分析恒包络Alt BOC调制信号功率谱密度和自相关函数,结果表明恒包络Alt BOC调制信号具有更好的码跟踪性能和抗多径性能.1     

超短脉冲的能量与载波相位的关系

以高斯、双曲正割、洛伦兹3种脉冲为例,研究了载波相位与超短脉冲携带的能量之间的关系,给出了3种脉冲携带的能量与载波相位的解析表达式．研究结果表明,当脉冲包络的宽度短于1个光学振荡周期时,载波相位对超短脉冲携带的能量开始有较显著的影响．     

基于时空二向度定型机制的静态网络检测算法研究

为了解决当前静态网络检测机制中存在链路抖动检出频率低,数据传输性能不高,且难以实现信道噪声擦除的不足,提出了一种基于时空二向度定型机制的静态网络检测算法。首先,综合考虑静态网络接收信号强度(Received Signal Strength Indication,RSSI)、链路质量指针(Link Quality Indicator,LQI)、信噪比(SIGNAL-NOISE RATIO,SNR)的特点,并结合静态网络节点的拓扑特性,通过移序方法,构建了基于频率漂移包络擦除方案的超参数捕捉方法,有效降低信道噪声对网络抖动性能的影响;随后,考虑到当前静态网络节点的数据流量分布不均匀的特性,基于链路相干协方差的方法,实现链路抖动二向度的误差消除,显著提升了网络抗噪性能,强化了数据传输过程中的误差控制。仿真实验表明,与高斯白噪声信道包络检测机制(Envelope Monitoring Mechanism in GaussWhiteNoiseChannel,E2W-GWNC机制)、拉普拉斯信源联合抖动检测机制(LaplasseSourceJointJitter Detection Mechanism,LS-2JD机制)相比,所提算法具有更高的网络数据传输能力,且有更好的链路抖动问题检出效果。     

适用于4通道100 Gbps SerDes的两级架构正交12.5 GHz低功耗低抖动时钟发生器

为了缓解多通道SerDes中高频时钟信号在长距离传输中引入的噪声过大和功耗过高的问题,设计了一种应用于多通道的低功耗低抖动两级锁相环结构;同时为了进一步降低噪声性能,在第2级锁相环中设计了一种采样鉴相器。该设计将第1级LC振荡器锁相环产生的低频时钟信号（3.125 GHz）传输到各通道收发机后,将该信号作为第2级参考信号,再采用小面积的环形振荡器锁相环产生正交的高频时钟 (12.5 GHz),这种结构降低了高频时钟在片上长距离传输的距离,提高了收发机的时钟质量;此外该技术避免了使用高频缓冲器,降低了功耗。其中第2级锁相环通过无分频鉴相技术提高了第2级环振锁相环的噪声性能。该时钟发生器电路整体功耗为100 mW,第1级锁相环相位噪声拟合后为-115 dBc/Hz,第2级环形振荡器电路在1 MHz处相位噪声为-79 dBc/Hz,锁相环电路产生的时钟信号整体抖动为2.7 ps。正交时钟偏差在300 fs以内。相比传统时钟发生器,该设计性能有较大提高,功耗有明显降低,适合应用于100 Gbps SerDes中。     

时钟抖动和相位噪声关系的研究

时钟的抖动和相位噪声是衡量时钟综合性能的最主要的指标，但是有关这2个指标之间的关系论述很少，明确说明抖动和相位噪声的含义，而且通过建立典型数学模型对2个指标的关系作出了论证．同时引入例子说明抖动性能对A／D转换系统的影响，并举例说明抖动的测量值与计算值之间的区别和关系，说明时钟抖动和相位噪声是对时钟时序性能时域和频域的不同描述，它们之间存在着确定的对应关系．     

基于HDMI视频信号接收的电荷泵PLL设计

介绍了一种实现HDMI中数字视频信号接收的方法,设计并实现了一种新的用于HDMI中像素数据和时钟信号恢复的电荷泵锁相环;通过V-I电路的改进降低了压控震荡器的增益,改善了控制电压的波动对压控震荡器频率的影响,从而减小时钟抖动;采用频率检测电路对输入时钟信号频率进行自动检测分段,可实现大的频率捕获范围,从而实现了对高达UXGA格式的数字视频信号接收;采用Hspice-RF工具对压控震荡器的抖动和相位噪声性能进行仿真,SMIC0.18μsCMOS混合信号工艺进行了流片验证,测试结果表明输入最大1.65Gbit/s像素数据信号条件下PLL输出的时钟信号抖动小于200ps.     

基于改进循环谱的直扩信号检测方法研究

基于循环谱理论,根据直扩信号与平稳噪声具有不同的谱相关特性,可对直扩信号进行检测,分析循环谱包络在循环频域——谱频域上的分布,能实现载频及伪码速率的参数估计。在有限时间条件下,为实现更低信噪比情况下的信号检测,提出了集平均的频域平滑循环周期图的改进算法,避免了多维搜索,并对算法进行抗噪声性能及统计特性分析,理论表明具有进一步的抑制噪声水平。通过计算机仿真,说明了此法能在低信噪比情况下实现参数估计,并分别证明了数据长度及平滑点数对实验数据的影响,验证了理论分析的正确性。     

16.1 W输出1 064 nm连续单频光纤放大器的实验研究

以976 nm光纤输出半导体激光器为抽运源,采用掺镱双包层光纤,对单块非平面环形腔激光器(NPRO)产生的1 064 nm连续单频信号光进行放大. 当入纤抽运光功率49.6 W,信号光功率200 mW时,由10 m长的增益光纤获得了最高功率16.1 W的连续单频激光输出. 采用不同长度的增益光纤进行对比实验,分析了在一定的抽运光功率和信号光功率条件下,光纤长度对放大输出功率的影响. 研究了放大器的输出光谱特性,分析了信号光对光纤中放大自发辐射的抑制情况. 用F-P频谱分析仪对放大前后的频谱进行测量,证实放大器实现了单频放大.     

信号时域抖动与频域相位噪声之间的关系

本文主要介绍了抖动的概念,通过公式推理,得出已知相位噪声信号的抖动时间。     

16.1W输出1064nm连续单频光纤放大器的实验研究

以976 nm光纤输出半导体激光器为抽运源,采用掺镱双包层光纤,对单块非平面环形腔激光器（NPRO）产生的1 064 nm连续单频信号光进行放大.当入纤抽运光功率49.6 W,信号光功率200 mW时,由10 m长的增益光纤获得了最高功率16.1 W的连续单频激光输出.采用不同长度的增益光纤进行对比实验,分析了在一定的抽运光功率和信号光功率条件下,光纤长度对放大输出功率的影响.研究了放大器的输出光谱特性,分析了信号光对光纤中放大自发辐射的抑制情况.用F-P频谱分析仪对放大前后的频谱进行测量,证实放大器实现了单频放大.     

MC-CDMA系统载波同步性能分析与仿真

将载波同步误差综合到端到端的系统传递函数中，得到一个等效时变滤波器，进而分析载波同步误差对MC—CDMA系统性能的影响，给出了系统接收信噪比和误码率公式，并对载频偏移、载波相位抖动、时钟频率偏差及定时抖动对系统信噪比下降和比特误码率的影响做了全面、细致的分析与仿真。仿真结果验证了理论分析得出的结论，即MC—CDMA系统对载波同步误差非常敏感。在载波频率偏移或时钟频率偏移作用下，系统性能呈迅速下降趋势，并且严重依赖于载波数量。     

存在相位噪声和信道估计偏差影响的空相关MIMO-OFDM系统的性能分析

为了进一步了解相位噪声和信道估计偏差在空相关多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统中的作用,对存在相位噪声和信道估计偏差影响的空相关MIMO-OFDM系统的性能进行了分析.利用模型表达了空相关MIMO-OFDM系统的复包络信号,推导了在相位噪声和信道估计偏差影响下的空相关MIMO-OFDM系统的有效数据符号的信噪比表达式,给出了在相位噪声和信道估计偏差影响下的空相关MIMO-OFDM系统的差错性能指标.研究表明,理论计算和计算机仿真的空相关MIMO-OFDM系统的差错性能结果在各种不同相位噪声和信道估计偏差影响下都比较吻合.