光纤通信中非线性香农极限的突破——光频梳应用及发展趋势

 受限于光纤克尔非线性效应对传输信号质量的影响,光纤通信系统的传输速率和容量难以突破非线性香农极限的限制。利用光频梳的相干特性结合数字信号处理技术突破了早期非线性香农极限的传输性能,有望开启光频梳在下一代光纤通信领域研究的新时代。本文介绍光频梳的定义及产生机制、光频梳在信息通信系统中的最新典型应用、基于光频梳和通信信号处理技术在其他物理科学领域中的交叉应用,探讨了光频梳技术的未来发展方向。     

集成化扫频双光梳光谱测量

双光梳光谱仪具有高光谱分辨率、超快采样速度等优势,在生化毒气传感、大气污染监测、呼吸气体检测等领域具有重要的应用前景.集成微腔光频梳的出现推动了双光梳光谱仪的小型化,但其光谱分辨率受限于微腔光梳的高重复频率.最近的研究通过对微腔孤子光频梳的泵浦失谐锁定,采用同步扫描微腔谐振峰和泵浦频率,实现了片上扫频双光梳光谱仪,将光谱分辨率提升至12.5 MHz,并进行了气体种类识别与浓度检测的演示.片上扫频双光梳光谱仪的实现为气体吸收光谱的研究提供了集成化的研究工具.     

微波干燥技术在氰化钠生产中的应用

通过对氰化钠微波干燥生产的现状分析和微波相关知识的介绍，结合氰化钠微波干燥器的多年运行经验及历次的改造总结，从微波源设计、布料排风系统和机械系统的改造等方面，提出了对氰化钠微波干燥的改造方案。     

生物医学光子学技术在运动人体科学中的应用与展望

采用文献资料法,简要介绍生物医学光子学技术的应用原理与技术特点,分析该技术在运动人体科学中应用的可行性和研究现状,讨论应用中存在的主要问题,并对该领域的应用前景和研究趋向做了进一步分析,以期促进生物医学光子学技术在运动人体科学中的应用得以发展.     

微扰法在微波谐振腔中的应用研究

将微扰法用于电磁波领域 ,把影响常态的参数、边界条件等变化量作为微扰 ,把未变化前的场态作为近似基态 ,通过理论推导得到了由于介质变化而引起的谐振频率变化的精确解析式 ,并用具体算例验证了该方法的正确性及简便性     

基于微波光子学的宽带大延时射频信号传输系统研究

文章针对宽带大延时射频信号传输系统进行相关研究,详细说明了宽带大延时射频信号在传输过程中遇到的问题,重点设计了基于电域混频模式的主动式稳相传输方案,研制了一套62 km宽带大延时射频信号传输系统,具有300μs的延时量。同时采用主动式稳相技术,链路的时延稳定性达到≤6°/s,工作频率覆盖Ku频段,具有很好的工程应用前景。     

网络技术在清梳联控制系统中的应用

介绍了清梳联流程及其特点,探讨了电气控制原理及实现方法,阐述了基于网络技术的清梳联控制系统的优势。     

微波技术在有机合成中的应用

报道了近年来微波加热技术在各类有机反应中的应用。     

APPLE-II在微波固态源频率自动测量中的应用

本文介绍了作者自行设计并建立的配备APPLE-II计算机及其接口的系统(包括软件和硬件),该系统可作微波固态源长期频率稳定性测量用。频率自动测量程序以及用这个系统所做的测量工作也予以介绍。     

面向空间应用的集成光电子技术

随着空间技术的蓬勃发展,微电子集成电路已不能满足空间信息系统对传输容量、通信速率、电磁兼容方面的要求.基于分立器件搭建的传统光电子系统在尺寸、重量、功耗和成本方面存在限制.集成光电子技术是解决上述瓶颈问题的关键途径,逐渐成为近年来的研究热点.本文从介绍铟磷、硅、氮化硅、薄膜铌酸锂等目前主要的集成光学材料的特性及研究基础出发,系统性地回顾了集成光电子技术在空间信息系统中的激光通信、微波光子、光学传感、自主导航与天文成像等应用方向的最新研究进展、技术瓶颈问题与发展思路.同时,对集成光电子器件在太空工作环境下的辐射效应和器件可靠性进行了介绍与分析.最后,对集成光电子技术在未来空间信息系统中的发展方向和应用前景做了分析与展望.     

掺镱光学频率梳噪声抑制与载波包络相位锁定

本文研究了泵浦源功率稳定性、环境温度和机械振动等因素对掺镱光纤光学频率梳自由运转下的载波包络偏移相位的影响,基于锁相环伺服反馈系统实现了光学频率梳的载波包络相位锁定.实验中采用重复频率为60 MHz的掺镱光纤飞秒激光器,经过两级功率放大、光谱展宽和f-2f拍频探测系统,获得了信噪比为25 dB的拍频信号.在此基础上,由伺服反馈系统对载波包络相位信号进行控制,锁定后的载波包络相位信号的频率抖动标准方差为283 mHz(计数时间为0.5 h).     

基于光子技术的实时频率测量方法

研究了一种基于光子技术的实时频率测量方法,该方法利用两个级联强度调制器构成光子混频结构.通过理论分析与模拟仿真,设计了光通道与射频通道延时差,以优化测量带宽,同时保证测量精度.由于测量系统对微波信号实现混频后,输出的直流光功率与频率存在对应关系,利用光功率计对直流光功率进行监测,便可实现实时频率测量.该系统未采用光电探测器,极大地降低了系统成本.实验结果表明,在1~6GHz频率下,测量误差低于±0.12GHz.     

微波频偏软测量及基于LabVIEW的分析方法

介绍了一种由软件实现微波频偏的测量和分析方法.由计算机在LabVIEW平台上实现微波调频信号的频偏测量和分析.本方法不仅投资少、仪器携带方便,而且测量精度比较高,特别适合于室外的现场测量和流动性大的测量.该方法经反复实验效果很好,并已经在实际中使用.     

光纤S型环形腔的非互易性分析

用功能块模型的方法详细分析了由于转动而引起的萨格纳克(Sagnac)非互易效应对光纤S型环形腔输出频谱特性的影响。光纤S型环形腔在一定的条件下具有双峰结构，由于转动而产生的非互易效应，会使双峰的间距发生变化，间距的大小与转速近似成正比。     

Control of the carrier-envelope phases of a synchronously pumped femtosecond optical parametric oscillator and its applications

The intrinsic synchronization, multi-color outputs and related carrier-envelope phases （CEP） among pulses bring advantages to synchronously pumped femtosecond optical parametric oscillators and the pumping sources for broadband frequency comb generation and ultrashort waveform coherent syn-thesis. In this paper, we discuss our latest research results in this field, which cover the following as-pects： the phase relationship and energy conservation law in an OPO and related experimental verifi-cation; control of the pumping Ti-sapphire femtosecond laser＇s CEP by self-referencing technology, and its repetition-rate locking by piezoelectric transducer （PZT）; CEP locking of the pulses from the OPO by beating the non-phase-matched visible outputs against pump supercontinuum to obtain a driving signal for a fast PZT on the OPO end mirror; the generation of a broadband frequency comb spanning from 400 nm to 2.4 μm with 1.2 kHz bandwidth; and the realization of coherent interference between phase controlled pump pulses and signal second harmonic pulses.     

2019年光学热点回眸

随着激光的诞生,光学已渗透到人类生活的方方面面。盘点了未来可能会对人类生存及生活方式产生巨大影响的微纳光学、超强激光、成像技术、量子通信、太赫兹技术、光学通信、生物光子学、人工智能用于光学检测8个光学技术研究领域,回顾了这些领域在2019年的重大进展。     

微波对食品微生物的非热生物效应与微波杀菌技术

微波杀菌技术快速、高效、安全、保鲜,广泛应用于食品工业.微波对食品微生物具有热效应和非热生物效应,但其机理尤其是微波非热生物效应的机理,至今还不十分清楚.重点探讨了微波的非热生物效应,并结合微波杀菌的特点,提出今后的主要研究方向仍是微波非热生物效应的机理及脉冲微波杀菌技术.     

硅基片上光互连技术

综述了最近几年国际上有关硅基片上光互连技术的进展,并介绍了一些相关器件,如实现波分复用型片上光互连系统的关键器件：波导、波分复用/解复用器、激光器、探测器、调制器以及光交换器．并讨论了这些器件的工作原理以及性能特点．