最新刊期
      2023 年 第 卷 2 期

        专题：新型光纤

      • 李萍,陈伟
        2023(2): 1-8,44. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.02.001
        摘要：空芯反谐振光纤（HCARF）的科学研究取得了突破性进展，其有望突破现有传统光纤的一些固有本征限制。HCARF将光束缚在空气芯中，在传输及其应用上具有传统光纤不可比拟的优势，因此，HCARF成为当前光通信领域的研究热点。文章介绍了HCARF的导光机理，并分析了其在光纤通信系统中的容量优势，阐述了HCARF的发展机遇与面临的挑战，希望能够为我国下一代通信大容量超宽带长距离传输光纤提供一定的参考价值与借鉴。  
        关键词：空芯反谐振光纤;导光机理;长距离通信;机遇;挑战   
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        发布时间：2023-04-11
      • 张博,顾帅,廉正刚,皮亚斌
        2023(2): 9-18,68. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.02.002
        摘要：空芯光纤有着不可替代的物理特性，成为科研机构珍贵的基础研究课题，但由于其整体性能和配套应用并不成熟，产业界一直保持观望态度。近些年来，随着空芯光纤损耗指标的不断优化，多个产业应用案例的成功推进，空芯光纤逐渐得到工业界的进一步重视。文章梳理了3类空芯光纤，即空芯布拉格包层光纤、空芯光子带隙光纤和空芯反谐振光纤，重点介绍了其光学工作原理和测试手段，也结合通信、激光传能和传感领域的应用情况分析了空芯光纤的优势。文章最后对标通信单模光纤对空芯光纤的未来技术趋势做出了展望。  
        关键词：光纤;空芯光纤;微结构;环境条件;光纤测试;传能光纤;激光器   
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        发布时间：2023-04-11
      • 张功会,陈伟,孙伟,李萍,陶泉,王亚玲,郝昌平
        2023(2): 19-22. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.02.003
        摘要：多芯光纤（MCF）是空分复用（SDM）技术的重要传输介质，能够数倍地拓展现有单根光纤的通信容量，然而MCF结构复杂度高、测试难度大，尚无测试标准。文章根据MCF的结构特点，结合在MCF开发中的技术经验，规范了MCF的熔接方法以及主要参数的测试方法，为未来MCF的大规模商用化奠定了基础。  
        关键词：多芯光纤;多芯光纤熔接;多芯光纤测试;空分复用;香农极限   
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        发布时间：2023-04-11
      • 张泽霖,周慧,秦钰,许维维,蒋新力,曹珊珊,谢书鸿,沈一春,肖力敏
        2023(2): 23-28,39. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.02.004
        摘要：光纤中的声波导布里渊散射（GAWBS）可在较低光功率水平激发，该散射噪声对大容量空分复用光纤通信、数字相干传输及光量子传输影响较大。针对空分复用光纤通信系统，文章对自制弱耦合7芯4模光纤的GAWBS特性进行了理论和实验研究。结果表明，由于不同纤芯与光纤中心的距离差异，弱耦合7芯4模光纤中不同纤芯具有明显的GAWBS分布差异。未来需要在不同的纤芯中采取不同的GAWBS噪声补偿方法以实现高信噪比和低误码率的空分复用传输。  
        关键词：空分复用;多芯光纤;少模光纤;声波导布里渊散射;声光相互作用   
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        发布时间：2023-04-11

        光通信系统与网络技术

      • 高欣,李苗,张燕玲
        2023(2): 29-33,78. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.02.005
        摘要：针对信息抗截获过程中，由于数据节点控制能力较弱，导致数据易丢失与信息安全性不高的问题，文章提出了基于混沌映射的光纤通信物理层抗截获方法。通过光纤信号检测识别判定截获信号的存在性，基于混沌映射加密图像，构建密文矩阵；物理层通信编码联合传输，实现接收端和发送端的信息交换；建立通信物理层抗截获模型，实现光纤通信物理层抗截获目标。在搭建的光纤通信网络结构中，选择一组带有实际意义的图像作为测试样本，分别采用所提方法和传统方法做对比，实验结果表明，在所提方法下能够对图像数据进行全方位加密，具有较强的抗截获性能，且在图像传输中能够保留图像中的数据信息，而传统方法分别丢失了15和12组数据信息，验证了所提方法更具有优势。  
        关键词：混沌映射;光纤通信;通信物理层;抗截获方法   
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        发布时间：2023-04-11
      • 于翔,仝红霞,周兴云,方刚,施威
        2023(2): 34-39. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.02.006
        摘要：针对当前照射制导设备数据传输能力存在的问题，文章提出了一种基于串并收发器技术、传输速率为2.5 Gbit/s的光电通信系统设计。该设计以串并收发器为核心，采用光纤传输与现场可编程门阵列（FPGA）软件结合的方式对网络报文控制数据、状态采样数据和同步时序信号等不同速率和接口形式的数据进行组帧和解帧处理，最终实现了高速光电系统的通信。测试结果表明，该系统大幅提升了阵面数据信息的传输和处理速率，同时降低了传统阵面与地面通信系统的硬件设备数量和繁杂度，突破了阵面与地面间的传输距离限制。  
        关键词：串并收发器;光纤传输;照射制导;千兆位以太网;现场可编程门阵列   
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        发布时间：2023-04-11

        光纤光缆技术与应用

      • 石磊,涂兴华,单正友,王战
        2023(2): 40-44. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.02.007
        摘要：针对裸光纤光栅在声波作用下的应变灵敏度过低导致难以检测到有效反射波长变化的问题，文章提出以光纤光栅纵向传感为模型，并在光栅周围涂上一层厚度远超光纤内径的低杨氏模量圆柱状涂覆层，以增加光纤光栅的应变灵敏度，并用相移光栅反射谱的线性区作为边缘滤波法边缘来提高激光检测的灵敏度，利用传输矩阵法仿真分析光栅反射谱及激光反射率曲线。仿真结果表明，声波纵向传感模型的应变灵敏度要优于横向传感模型，且低杨氏模量的涂覆层可以显著提高光栅的应变灵敏度，在频率低于1.7 kHz的声波作用下，涂有聚氨酯涂覆层的光纤光栅纵向传感灵敏度达到了6.1 nm/MPa，是裸光纤光栅的381倍，结合相移光栅反射谱线性区综合灵敏度提升2 203.6倍，有效地提升了光纤光栅在声波检测方面的灵敏度。  
        关键词：光纤布拉格光栅;声压;涂覆层;纵向传播;相移光栅;边缘滤波法   
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        发布时间：2023-04-11
      • 刘子惠,胡凯,郑新龙,梁云,张梓平
        2023(2): 45-54. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.02.008
        摘要：海底光纤复合缆广泛应用于跨海洋信息能源互联互通工程中，在国家海洋发展战略中发挥着关键作用。海底环境复杂，不同类型机械损伤将直接影响海缆的安全运行，有限元仿真技术通过分工况模拟，为海缆的安全监测提供了一种低成本高效率的理论支撑手段。为总结现有技术，评估未来发展方向，文章梳理了海缆的拉伸、扭转和弯曲机械形变有限元仿真技术，并从锚害和自然洋流等因素层面，总结了海缆机械损伤有限元仿真研究结果，为光纤传感等监测技术提供了依据，最后对仿真技术进行了总结展望。  
        关键词：海底光纤复合缆;有限元分析;光纤传感;光纤通信   
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        发布时间：2023-04-11

        光电器件研究与应用

      • 田琦,韩宇,张瑞罡,张敏明
        2023(2): 55-62. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.02.009
        摘要：直接调制半导体激光器因其具有高速传输、高可靠和低成本等特点，成为应用在第五代移动通信技术（5G）前传和数据中心中的高性价比光源。高速直接调制半导体激光器性能提升已有许多研究，文章分别从无制冷宽温工作高速半导体激光器研究方面和超高速半导体激光器方面对高速直接调制半导体激光器的基本理论和发展历程进行了综述，分析各自的优缺点，并介绍了研发团队在这些方面取得的部分进展。  
        关键词：直接调制半导体激光器;宽温;超高速;分布式反馈激光器;失谐加载;光子光子谐振   
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        发布时间：2023-04-11
      • 刘军,李伯中,陈芳,李子凡,田照宇,钱升起,武宇,屈雪阳,刘锐
        2023(2): 63-68. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.02.010
        摘要：由于当前国内980 nm半导体泵浦激光器设计经验及生产工艺的缺乏，高功率980 nm半导体泵浦激光器核心技术一直无法突破，文章采用国产化解决方案，包括芯片、光栅和耦合光纤等设计与实现，通过应用楔形光纤直接耦合的全金属化封装，选择双光栅结构进行波长锁定，实现了－50～75 ℃工作温度范围内，输出光功率达400 mW的980 nm半导体泵浦激光器的研制，其波长稳定性可达0.01 nm/℃。并且通过了5 000 h以上、工作电流800 mA和环境温度75 ℃的带电老炼测试，为满足高可靠性的国产化泵浦激光器奠定了基础。  
        关键词：980 nm波长;泵浦激光器;400 mW功率输出;波长稳定性   
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        发布时间：2023-04-11
      • 孙元新,杨振强,贾华宇,余洁,李灯熬
        2023(2): 69-78. DOI: 10.13756/j.gtxyj.2023.02.011
        摘要：针对传统选择性区域生长叠层双有源区电吸收调制激光器（SAG-DSAL-EML）在高频调制环境下的响应速度问题以及改善其远场发散角特性，文章提出利用掺铁掩埋技术对电吸收调制激光器（EML）结构进行优化，设计了InGaAsP/InP材料1 310 nm掺铁掩埋结构的SAG-DSAL-EML并制作样本芯片，新型SAG-DSAL-EML有源区变为台面结构，并在其两层外延生长掺铁InP层。同时，利用先进激光二极管模拟器（ALDS）软件和高频结构仿真（HFSS）软件对所设计掺铁掩埋结构的EML和调制器进行数值及仿真分析，结果表明，与传统多量子阱结构相比，SAG-DSAL-EML阈值电流减少了13%；与传统脊波导结构相比，掺铁掩埋结构的侧向限制能力提高52%，激光远场横纵角度之差降低了40%，具有更小的远场发散角；与传统PNPN掩埋结构相比，掺铁掩埋结构的调制器在－3 dB的响应带宽提高了约24%。对样本芯片进行测试，试验表明，SAG-DSAL-EML的阈值电流为14.5 mA，边模抑制比（SMSR）为45.64 dB，70 mA注入电流下，电吸收调制器－3 dB的响应带宽为43 GHz，满足高速激光通信的基本要求。  
        关键词：电吸收调制激光器;台面结构;掺铁掩埋技术;调制带宽;远场发散角   
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