毫米波光载射频系统研究的新进展

论述毫米波光载射频（radio over fiber,RoF）系统研究的新进展.发展了基于光学倍频（optical frequency multiplication,OFM）概念的毫米波光学生成理论与技术,包括通过电光调制器的高阶光波边模形成、光探测器自外差射频(radio frequency,RF)产生方法的推导、双向毫米波RoF系统的设计等;提出中频正交频分复用（orthogonal frequency division multiplexing,OFDM）毫米波调制的新方案,对光调制器非线性造成的OFDM信号的失真建立完整的数学模型,优化光调制度;同时,实现双向40 GHz RoF实验系统,传输速率达到100 Mbit/s.     

光矢量调制技术的单波长实现方法

首次提出了利用单个波长实现光矢量调制技术的方法.在提出的方案中,通过直接控制双驱动马赫曾德尔调制器(DD-MZM)的射频驱动电压初始相位来获得正交条件,并在接受机端用一个纠正电路对接收信号进行调整.这种调制方式由于仅采用一个波长,不仅提高了光载波的频谱利用率,而且使正交条件不受光纤长度的影响,从而增加了整个系统的灵活性.仿真结果论证了QPSK和16-QAM两种调制格式下速率分别为2Gbit/s和4Gbit/s的42GHz毫米波信号生成.     

一种基于光学倍乘法的新型毫米波RoF双向传输系统

该文提出一种基于光学倍乘法的毫米波Radio-on-Fiber（RoF）双向传输系统的新结构,在中心站用基带信号和扫频正弦波的混和信号对光波进行相位调制,在基站将从中心站传输过来的光波分成两路,使其分别通过不同参数的周期性光滤波器、光探测器和带通滤波器,从而在一条支路获得毫米波下行已调波,同时在另一条支路获得上行链路所需要的参考本振.该系统结构具有最小化中心站、避免基站使用毫米波本地振荡器和光纤链路色散小的优点.     

基于偏振复用和反射式半导体光放大器的WDM-RoF-PON系统设计

基于偏振复用原理和反射式半导体光放大器RSOA(reflective semiconductor optical amplifier)的再调制特性,融入了光载无线RoF(radio over fiber)技术,设计了一种新型的可以实现多种信号混传的波分复用无源光网络WDM-PON(wavelength division multiplexing passive optical network)系统。在中心站,无线信号和有线信号同时调制到两个偏振态正交的光载波上,并耦合到标准单模光纤中传输。在基站,将两个偏振态正交的信号分离后,一方面可以探测得到四倍频毫米波信号和有线信号,另一方面还可以通过RSOA实现载波重用。通过Optisystem软件对该系统进行模拟仿真,得到了调制信号的光谱和接收端信号的眼图,分析了传输信号误码率与接收光功率的关系,结果表明,该系统传输性能良好。     

基于相位编码统计的数字调相信号调制识别

提出了一种基于相位差分编码统计实现数字调相信号BPSK、QPSK、π/4-QPSK、8PSK信号调制识别的处理方法。通过对信号进行多重相位差分处理,根据得到的结果设计识别所需的编码规则,最终利用编码统计结果对四种数字调相信号进行识别。并对该方法在有频率偏移影响下的识别性能进行研究。计算机仿真表明该方法在信号信噪比不小于7 d B时,信号的识别率达到90%以上。该算法计算量小,易于工程实现,同时具有良好的抗频偏性能。     

基于三角波调制的毫米波光学倍频发生器

提出一种使用双极马赫-曾德尔调制器(De-MZM)作为外部调制器,利用三角波调制得到各阶边带组成的调制信号的毫米波光学倍频(OFM)发生器.使用中心波长可调节的均匀光纤光栅(UFBG)滤出其中两个边带拍频得到毫米波信号,提高了生成毫米波信号信噪比,并实现了毫米波频率的可调谐.与传统的OFM发生器相比较,该发生器可以在较低的调制深度下得到较大的倍频因子,避免高频本地振荡器的使用,减少了系统成本并增加了系统稳定性,实现了倍频因子的可调谐.当倍频因子为10时,仍能获得信噪比较高毫米波信号.为了验证此发生器的可行性,仿真生成了60 GHz、80 GHz和100 GHz的毫米波信号,且60 GHz毫米波信号的信噪比达到了35 dB.并且基于60 GHz毫米波分析了光载无线电系统(Radio Over Fiber,ROF)下行链路的传输性能,当传输距离达到60 km时,眼图仍能保持较好的张开度,证明了本发生器在实际应用中的可行性.     

钻井液压力多进制相移键控信号的数值建模及特性分析

通过理论建模和数值分析研究3种钻井液压力多进制相移键控(MPSK)调制方式应用于钻井液压力信号传输的可行性.利用二进制数据中相邻两位码元的组合形成携带四进制信息的数字基带控制信号,建立脉宽及脉位钻井液压力多进制相移键控调制以及正交相移键控(QPSK)多进制调制的旋转阀控制逻辑规则.通过构建钻井液压力多进制相移键控信号数学模型,研究3种MPSK信号的频域特性和传输特性.数值分析表明:由于脉位MPSK和QPSK调制方式带宽内信号能量比较大,适于数据传输;在井筒参数和载频相同条件下,钻井液信道对QPSK信号传输的影响要大于脉位MPSK调制,但从旋转阀转速控制角度分析,QPSK相对于脉位MPSK调制更容易实现,只是信号的检测和数据恢复技术相对要求较高.     

一种适合软件无线电的载波相位和频差估计算法

提出一种适合软件无线电的载波相位和频差估计算法.该算法利用并行方法估计有频差时的载波相位.在此基础上,基于MMSE准则计算载波相位的轨迹,得到频差和初始相位.该算法计算量小,可全数字实现,适用于线性和非线性调制,利用QPSK调制信号进行仿真.结果表明,用该算法可以精确估计载波相位和频差,有效地降低系统的误码率.     

基于载波抑制调制的毫米波ROF下行链路传输系统

为提高Radio-over-Fiber(ROF)系统传输带宽,降低系统成本,扩展传输距离,提出一种毫米波ROF下行链路传输系统。与传统ROF系统相比较,该系统利用MZM光调制器实现光载波抑制调制,产生高频毫米波信号,易于系统集成。文中详细分析了抑制载波调制的原理,搭建了系统实验。在中心站,光载波抑制调制结构产生并上变频加载33GHz的光学毫米波;在基站,下行数据流由高速光探测器接收,经过电混频器恢复基带数据信号。实验结果表明,该系统下行链路的2.5 Gb/s数据信号能够成功传输20 km单模光纤,与传统方法相比,传输容量和距离都得到了明显改善。     

通过光电相位调制和光纤光栅滤波实现RadiooverFiber传输系统设计

提出并模拟证明了基于电光相位调制(PM)和布拉格光纤光栅(FBG)实现受抑光载波的双边带(DSBOCS,Double -Sideband with Optical Carrier Suppression)的双向Radio over Fiber (RoF)传输系统网络设计方案.激光光源置于中心站,载有信息的光信号通过光纤...     

三值光学计算机解码器中并行感光阵列的设计

介绍了针对数千位的三值光学计算机解码器而设计的一款并行感光阵列。在整体规划上, 采用了将16个感光单元电路集成为一个感光模块, 再用多个感光模块拼接成实用的并行感光阵列之策略. 设计的感光单元电路将三值光学处理器一个像素输出的光信号转换成对应的电信号, 一个感光模块将三值光学处理器16个像素输出的光信号并行转换成对应的电信号,感光阵列将三值光学处理器的数千个像素输出的光信号并行转换成对应的电信号. 设计的感光模块封装外形解决了拼装成大规模感光阵列的问题. 该模块为三值光学计算机提供了一个成本低、方便维护及更换的并行光电器件. 最后介绍了对感光模块中电路的实验研究和对模块外形拼接性能的实物样板测试, 实验证实了所设计电路的功能有效性和性能稳定性, 样板测试表明该设计的感光模块封装外形适于拼接.     

激光在大气传输中的到达角误差修正方法研究

无线光通信被认为是解决地空通信高码率"瓶颈"问题的唯一途径.由于大气介质的不均匀性,导致大气折射率不再是常数,使得激光在大气中传播时产生折射效应,最终使激光束到达角产生误差,影响系统的通信性能.给出光源出射角(或到达角)的折射误差修正方法,通过仿真计算证实,随着出射角的减小,到达角误差逐渐增大.     

横向电光效应中相位延迟的补偿方法

分析了光波以不同方向入射于磷酸二氢钾(KDP)晶体时产生的两种电光效应,对γ63纵向和横向电光效应进行比较.针对KDP晶体横向调制时会受到自然折射率的影响,提出了两种相位延迟的补偿方法.     

非寻常光在单轴晶体薄膜中的反射-透射研究

通过对非寻常光在光轴平行于入射面的单轴晶体中传播情况的分析,研究了光轴平行于入射面时,非寻常光在单轴晶体薄膜中的反射与透射特性.根据入射光、反射光和折射光之间的相位匹配条件,利用单轴晶体的折射率面和非寻常光光线与光波法线的关系,得到单轴晶体光轴平行于入射面时其表面的边界条件.然后根据晶体内部前后表面处电场量的相位关系,联系两表面处的边界条件,计算了单轴晶体薄膜的反射率与透射率.应用得出的计算方法,计算了石英(正晶体)薄膜和铌酸锂(负晶体)薄膜的透射率和折射率随光轴角度的变化关系.结果表明,计算方法正确,不仅适合正晶体对负晶体也适用,求解方法简单实用,所给的表达式具有一般性,可以直接使用.     

涂敷地3,5—二甲基苯基氨基甲酸酯固定相手性识别？…

在4种不同组成的溶剂中,采用溶剂挥发的方法将纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)(CDMPC)涂敷到氨基丙烷化多孔硅胶(APS)表面．对所得到的4种高效液相色谱手性固定相的手性识别能力进行了评价．不同溶剂分子与纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)之间的相互作用明显影响纤维素-三(3,5-二甲基苯基氨基甲酸酯)在多孔硅胶表面的排列,从而表现出不同的手性识别能力．其中以四氢呋喃为溶剂得到的手性固定相具有最佳的手性拆分能力．     

O-OFDM系统中基于采样点位置分组优化的PTS算法

针对光正交频分复用(OFDM)系统峰均功率比(PAPR)过高的问题,提出了基于采样点位置分组优化的部分传输序列(SG-PTS)算法.将采样位置按交织分割的方式进行分组,分别对不同位置上的数据单独优化,削弱了不同位置的备选采样点数据使用相同的相位因子序列的限制,有效改善了光正交频分复用系统的峰均功率比性能.仿真结果表明,所提出的算法相比于传统部分传输序列算法,在计算复杂度和误码率性能基本相同的情况下,峰均功率比性能随着采样点位置分组数的增加而改善明显.当子载波数N=256,相位因子数W=2,子块数M=4和M=8,采样点位置分为2组时,峰均功率比性能分别提升0.1dB和0.2dB左右;采样点位置分为4组时,峰均功率比性能可分别改善0.4dB和0.7dB左右.     

光在单轴晶体表面上反射时的相位变化

讨论了当界面由各向同性媒质和单轴晶体构成,并且晶体和光轴和入射面平行时,反射光的相位变化。     

光纤中超连续谱产生的理论与实验研究

光谱超连续展宽 (SC)在光通信中有重要的应用。对色散位移光纤 (DSF)中 SC的产生及泵浦和 SC光纤参数对SC特性的影响进行了理论与实验研究。结果表明 :在 DSF中 ,SC的产生是自相位调制、四波混频、交叉相位调制效应综合作用的结果 ,其中自相位调制效应起先导作用。泵浦脉冲的波长与光纤零色散波长之间的距离影响 SC的宽度和平坦性。获得的 10 GHz的最宽 SC谱达 80 nm ,获得的平坦度 3d B的 SC谱宽度达 2 0 nm。采用光纤光栅进行了 SC谱平坦处理 ,使 SC谱的平坦度提高了至少 8d B。     

基于光通信的语音传输系统的设计

光纤语音传输是以光波为信息载体,以光纤为传输媒介的一种新型通信方式。提出了一种基于光通信语音传输系统的设计方案,该设计以光纤通信技术为核心,进行语音传输系统中音频信号产生、话路滤波、音频放大、数据采集单元的电路设计。提供了系统各个组成单元的优化选择以及最终的设计方法。     

Molecular fingerprinting with the resolved modes of a femtosecond laser frequency comb

The control of the broadband frequency comb emitted from a mode-locked femtosecond laser has permitted a wide range of scientific and technological advances--ranging from the counting of optical cycles for next-generation atomic clocks to measurements of phase-sensitive high-field processes. A unique advantage of the stabilized frequency comb is that it provides, in a single laser beam, about a million optical modes with very narrow linewidths and absolute frequency positions known to better than one part in 10(15) (ref. 5). One important application of this vast array of highly coherent optical fields is precision spectroscopy, in which a large number of modes can be used to map internal atomic energy structure and dynamics. However, an efficient means of simultaneously identifying, addressing and measuring the amplitude or relative phase of individual modes has not existed. Here we use a high-resolution disperser to separate the individual modes of a stabilized frequency comb into a two-dimensional array in the image plane of the spectrometer. We illustrate the power of this technique for high-resolution spectral fingerprinting of molecular iodine vapour, acquiring in a few milliseconds absorption images covering over 6 THz of bandwidth with high frequency resolution. Our technique for direct and parallel accessing of stabilized frequency comb modes could find application in high-bandwidth spread-spectrum communications with increased security, high-resolution coherent quantum control, and arbitrary optical waveform synthesis with control at the optical radian level.