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DWDM系统中EDFA串扰引起的误码率恶化研究 认领
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作者 陈祥敬 王健 吴重庆 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第18期50-56,共7页
在5G网络中,用户数据通过超密集基站汇集成大数据包,这些数据包被异步交换体制的密集波分复用(DWDM)系统中的掺铒光纤放大器(EDFA)放大时,会产生信道间串扰,导致数据包的误码率(BER)恶化。在测定EDFA增益恢复时间的基础上,对BER恶化进... 在5G网络中,用户数据通过超密集基站汇集成大数据包,这些数据包被异步交换体制的密集波分复用(DWDM)系统中的掺铒光纤放大器(EDFA)放大时,会产生信道间串扰,导致数据包的误码率(BER)恶化。在测定EDFA增益恢复时间的基础上,对BER恶化进行了深入研究。推导了串扰引起的BER计算公式,讨论了影响BER的因素,搭建了大数据包串扰的实验装置。理论和实验结果表明,一个信道数据包的包长和光功率越大,对另一个信道数据包BER的影响也越大,当数据包的包长小于5μs时,串扰对BER的影响是可以忽略的。 展开更多
关键词 光纤通信 掺铒光纤放大器 交叉增益调制 串扰 误码率
光纤传感系统中半导体激光器的调谐研究 认领
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作者 张成 吴重庆 王健(指导) 《光学与光电技术》 2020年第1期11-17,共7页
半导体激光器是光纤传感系统中的重要组成部分之一,它的输出功率和波长的稳定性决定着整个光纤传感系统的测量精度,为了满足传感系统的测量需求,需对其波长进行调谐,并且在调到所需波长后还需其具有较高的稳定性。通过温度控制和驱动电... 半导体激光器是光纤传感系统中的重要组成部分之一,它的输出功率和波长的稳定性决定着整个光纤传感系统的测量精度,为了满足传感系统的测量需求,需对其波长进行调谐,并且在调到所需波长后还需其具有较高的稳定性。通过温度控制和驱动电流控制对半导体激光器波长调谐进行了研究。以往的调谐多为盲目调节,由于驱动电流的变化会导致温度变化,二者之间会相互影响,调谐过程复杂、时间长、不易调到最佳状态。提出了一个描述以波长λ与功率P作为输出量,以驱动电流I与温度T作为输入量的2×2关系矩阵,并测定了矩阵中4个元素的值。利用这个关系矩阵,可按照不同波长与功率的需求,直接计算出调谐驱动电流与温度的最佳值,使得调谐过程变得更加高效准确。设计了高稳定性TECAL-XV-XV-DAH温度控制器,以及激光器驱动电路和温度控制电路,实现了调谐范围3.2 nm、精度0.01 nm、漂移小于0.002 nm,功率波动小于3μW的激光器调谐。 展开更多
关键词 半导体激光器 调谐 光纤传感 波长稳定 功率稳定
半导体光放大器交叉相位调制点的优化设计 认领
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作者 李鑫 王健 +1 位作者 陈祥敬 吴重庆 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期377-382,共6页
提出了一种采用斐索干涉仪测量由交叉相位调制产生的非线性相移的实验方案,得到了不同探测光功率、控制光功率和偏置电流条件下的相移公式。结果表明,非线性相移与控制光功率和偏置电流呈单调递增关系,与探测光功率呈单调递减关系,优化... 提出了一种采用斐索干涉仪测量由交叉相位调制产生的非线性相移的实验方案,得到了不同探测光功率、控制光功率和偏置电流条件下的相移公式。结果表明,非线性相移与控制光功率和偏置电流呈单调递增关系,与探测光功率呈单调递减关系,优化设计了半导体光放大器交叉相位调制的工作点。提出了影响非线性相移的最佳相位调制点的确定方法,得到π/2相移的最佳相位调制参数:探测光功率为0.29 mW,控制光功率为0.5 mW,偏置电流为276 mA。 展开更多
关键词 光通信 交叉相位调制 半导体光放大器 斐索干涉仪 非线性相移 相位调制点 优化设计
保偏光纤应力传感特性的理论分析 认领 被引量:1
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作者 张显峰 吴重庆 盛新志 《激光杂志》 北大核心 2016年第9期19-26,共8页
对保偏光纤应力传感器中应力方向对于拍长、双折射主轴、串音以及偏振态演化等特性进行了理论分析。从光弹效应和弹性力学理论出发,推导出同时存在几何双折射、内应力以及外应力情况下的折射率分布,并采用等效阶跃光纤近似法,理论分... 对保偏光纤应力传感器中应力方向对于拍长、双折射主轴、串音以及偏振态演化等特性进行了理论分析。从光弹效应和弹性力学理论出发,推导出同时存在几何双折射、内应力以及外应力情况下的折射率分布,并采用等效阶跃光纤近似法,理论分析和数值仿真了横向应力的方向对于保偏光纤拍长、偏振主轴方向、偏振耦合强度(串音)以及输出偏振态演化的影响。仿真结果表明:①外应力的大小和方向对保偏光纤的拍长都将产生影响,在靠近慢轴上施加压力会减少双折射,增大拍长;靠近快轴上施加压力会增大双折射,减小拍长。②外应力方向与快慢轴不重合时,随着应力的逐步增大,保偏光纤新的双折射轴逐步向外应力方向靠近。③输出偏振态在邦加球上的演化轨迹类似于长短轴逐步增大的椭圆,其周期与应力方向直接相关。利用这一现象,可以通过测量输出偏振态的演化轨迹同时测量出外应力的大小和方向。 展开更多
关键词 保偏光纤 应力传感 拍长 偏振主轴
全光纤高速模拟信号偏振态测量系统的研究 认领 被引量:2
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作者 孙明璇 王健 +2 位作者 邱敏 尚超 李善勇 《光电技术应用》 2015年第2期17-22,共6页
全光纤高速偏振态测量,尤其是模拟信号的偏振态高速测量在光纤通信和光纤传感等领域中有着重要应用。在深入研究光电探测器放大电路的基础上,搭建了基于光纤偏振控制器(PC)、偏振分束器(PBS)以及模拟光电探测器的全光纤高速偏振态... 全光纤高速偏振态测量,尤其是模拟信号的偏振态高速测量在光纤通信和光纤传感等领域中有着重要应用。在深入研究光电探测器放大电路的基础上,搭建了基于光纤偏振控制器(PC)、偏振分束器(PBS)以及模拟光电探测器的全光纤高速偏振态测量系统。用搭建的系统对0~50 MHz模拟信号的偏振态进行了测量,并与商用偏振分析仪进行了误差比较。实验表明,此偏振态测量系统可实现速率0~50 MHz模拟信号Stokes参量的准确测量,显示在邦加球上的测量误差半径在0.03以下,与商用偏振分析仪处于同一量级。系统重复性良好,且可测模拟信号的速率远超目前商用偏振分析仪,为许多待测光为模拟信号的光纤传感系统提供了有效的测量手段。 展开更多
关键词 光偏振态测量 模拟信号 Stokes参量
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基于LabVIEW与Matlab的实时在线光子多普勒测速系统 认领 被引量:1
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作者 倪佳敏 王健 +1 位作者 傅迎光 吴重庆 《光电技术应用》 2014年第3期65-70,共6页
传统的光子多普勒测速系统中,速度信息的获得都采用离线处理,处理周期长,导致该传感系统不能实时应用。从光子多普勒速度测量系统的原理出发,结合LabVIEW的图形化语言设计和Matlab强大的数值处理能力,以数据采集卡和PC机为采集和处理平... 传统的光子多普勒测速系统中,速度信息的获得都采用离线处理,处理周期长,导致该传感系统不能实时应用。从光子多普勒速度测量系统的原理出发,结合LabVIEW的图形化语言设计和Matlab强大的数值处理能力,以数据采集卡和PC机为采集和处理平台,提出并设计了一种信号采集和处理系统,实现了测速信号的实时数据采集、在线处理和显示。 展开更多
关键词 光子多普勒速度测量 LABVIEW MATLAB 小波去噪 多线程
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有包覆层铁磁试件的脉冲涡流检测 认领 被引量:2
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作者 傅迎光 王健 +3 位作者 孙明璇 刘再斌 范智勇 石坤 《测试技术学报》 2013年第2期142-147,共6页
测量由钢板制作的压力容器和管道的壁厚,可以了解其腐蚀程度.用脉冲涡流检测钢板等铁磁材料的厚度时,由保护层和保温层构成的包覆层会对测厚结果产生影响.根据脉冲涡流检测的工作原理,使用有限元法,对有包覆层铁磁试件的厚度测量... 测量由钢板制作的压力容器和管道的壁厚,可以了解其腐蚀程度.用脉冲涡流检测钢板等铁磁材料的厚度时,由保护层和保温层构成的包覆层会对测厚结果产生影响.根据脉冲涡流检测的工作原理,使用有限元法,对有包覆层铁磁试件的厚度测量进行了仿真研究,重点分析了覆盖层对测量结果的影响.研究结果表明:包覆层对测量的影响与保护层材料、试件厚度和保温层厚度有关;对试件厚度测量范围的影响铝皮比铁皮保护层大,使用铝皮保护层时,不能测量厚度小于6mm的试件;试件与保温层越厚,测量误差越小,试件的厚度大于10mm,保温层的厚度大于50mm时,测量结果不再受保覆层的影响. 展开更多
关键词 脉冲涡流检测 包覆层 铁磁介质 测厚 特征衰减时间
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有包覆层铁磁试件的脉冲涡流检测 认领 被引量:1
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作者 傅迎光 王健 +3 位作者 孙明璇 刘再斌 范智勇 石坤 《测试技术学报》 2013年第3期217-222,共6页
测量由钢板制作的压力容器和管道的壁厚,可以了解其腐蚀程度.用脉冲涡流检测钢板等铁磁材料的厚度时,由保护层和保温层构成的包覆层,会对测厚结果产生影响.根据脉冲涡流检测的工作原理,使用有限元法,对有包覆层铁磁试件的厚度测... 测量由钢板制作的压力容器和管道的壁厚,可以了解其腐蚀程度.用脉冲涡流检测钢板等铁磁材料的厚度时,由保护层和保温层构成的包覆层,会对测厚结果产生影响.根据脉冲涡流检测的工作原理,使用有限元法,对有包覆层铁磁试件的厚度测量进行了仿真研究,重点分析了覆盖层对测量结果的影响.结果表明,包覆层对测量的影响与保护层材料、试件厚度和保温层厚度有关;对试件厚度测量范围的影响铝皮比铁皮保护层大,使用铝皮保护层时,不能测量厚度小于6/mm的试件;试件与保温层越厚,测量误差越小,试件的厚度大于10mm,保温层的厚度大于50mm时,测量结果不再受保覆层的影响. 展开更多
关键词 脉冲涡流检测 包覆层 铁磁介质 测厚 特征衰减时间
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太赫兹量子级联激光器光束特性分析 认领 被引量:2
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作者 王健 吴卫东 +1 位作者 章小丽 段素青 《计算物理》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期 127-132,共6页
用有限元法计算太赫兹量子级联激光器激光模式的阈值增益.结果表明:接触层厚度和掺杂浓度对阈值增益的影响远远大于波导宽度和激射波长;接触层厚度较小(大)和掺杂浓度较低(高)时,TM1(TM0)模的阈值增益较小.在此基础上,用矢... 用有限元法计算太赫兹量子级联激光器激光模式的阈值增益.结果表明:接触层厚度和掺杂浓度对阈值增益的影响远远大于波导宽度和激射波长;接触层厚度较小(大)和掺杂浓度较低(高)时,TM1(TM0)模的阈值增益较小.在此基础上,用矢量衍射理论分析出射光束的远场特性,得到光束的远场光斑基本是椭圆;x方向的远场散射角随波导宽度或激射波长的增加分别线性减小或增加,尽管对应的接触层厚度和掺杂浓度不同,但TM0和TM1模x方向的远场散射角相同;另外,还得到Y方向远场散射角不受波导宽度或少受激射波长的影响.在阈值增益和光束质量方面,TM1模都优于TM0模. 展开更多
关键词 太赫兹 量子级联激光器 波导 阈值增益 光束特性
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激光冲击强化靶背面自由表面速度的全光纤光子多普勒测速法测量 认领 被引量:2
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作者 王健 吴重庆 +2 位作者 宋宏伟 于涛 许静静 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期 1212-1216,共5页
用现有的光纤通信器件,搭建了全光纤光子多普勒速度测量(Photonic Doppler Velocimetry,PDV)系统;用PDV系统测量了激光冲击强化(Laser Shocking Peening,LSP)靶背面自由表面速度。提出了一种称为微分法的新的PDV数据处理方法,... 用现有的光纤通信器件,搭建了全光纤光子多普勒速度测量(Photonic Doppler Velocimetry,PDV)系统;用PDV系统测量了激光冲击强化(Laser Shocking Peening,LSP)靶背面自由表面速度。提出了一种称为微分法的新的PDV数据处理方法,并证明了与传统条纹法相比,在相同的硬件条件下,不但提高了测量精度,而且扩大了测量范围。用微分法对LSP实验中的测量数据进行了处理,实现了运动初始阶段自由表面瞬时速度的精确测量,因此微分法对冲击波与轰爆波中瞬态加速过程的数据处理特别适用。 展开更多
关键词 测量 背面自由表面速度 激光冲击强化 全光纤光子多普勒测速 微分法 条纹法
光子多普勒速度测量系统的数据处理方法 认领 被引量:4
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作者 项红亮 王健 +1 位作者 毕重连 吴重庆 《光学与光电技术》 2012年第2期 52-56,共5页
光子多普勒速度测量(Photonic Doppler Velocimetry,PDV)系统是一种新型的激光测速系统,可广泛用于冲击波、爆轰波以及其他短时高速运动的测量。数据处理是PDV测速技术重要的组成部分,旨在从含有大量噪声的测量数据中获得靶面等运动... 光子多普勒速度测量(Photonic Doppler Velocimetry,PDV)系统是一种新型的激光测速系统,可广泛用于冲击波、爆轰波以及其他短时高速运动的测量。数据处理是PDV测速技术重要的组成部分,旨在从含有大量噪声的测量数据中获得靶面等运动体的速度信息。在分析PDV系统测速原理的基础上,讨论了激光冲击强化实验PDV数据中噪声的来源和特点,解释了条纹法的去噪原理,并针对小波变换的去噪问题,提出了一些新的处理方法。分别采用条纹法,短时傅里叶变换和小波变换法对激光冲击强化实验中的PDV数据进行了处理,从误差、处理的实时性和通用性等角度对三种方法进行了比较,并说明了小波变换法特别适合激光冲击强化实验PDV测速数据的处理。 展开更多
关键词 光子多普勒速度测量 数据处理 条纹法 短时傅里叶变换法 小波变换法
光子多普勒速度测量系统的数据处理技术 认领 被引量:1
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作者 王健 项红亮 +1 位作者 毕重连 吴重庆 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第B06期287-291,共5页
光子多普勒速度测量(PDV)系统是一种新型的激光测速系统,可广泛用于冲击波、爆轰波以及其他短时高速运动的测量。数据处理是PDV测速技术重要的组成部分,旨在从含有大量噪声的测量数据中获得靶面等运动体的速度信息。在分析PDV系统... 光子多普勒速度测量(PDV)系统是一种新型的激光测速系统,可广泛用于冲击波、爆轰波以及其他短时高速运动的测量。数据处理是PDV测速技术重要的组成部分,旨在从含有大量噪声的测量数据中获得靶面等运动体的速度信息。在分析PDV系统测速原理的基础上,分别采用条纹法、短时傅里叶变换法和小波变换法对激光冲击强化实验中自由靶面运动的PDV数据进行了处理。针对其中的去噪、奇异点、小波基的选择等问题,提出了一些独特的处理方法。同时,对3种处理方法的误差、实时性、有效性进行了比较。 展开更多
关键词 测量 光子多普勒速度测量 数据处理 条纹法 短时傅里叶变换法 小波变换法
NRZ码全光帧头识别器研究 认领 被引量:2
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作者 王亚平 吴重庆 +2 位作者 王雪 张煦 赵阳 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期 853-857,共5页
提出了一种基于太赫兹非对称光解复用器结构的NRZ码全光帧头识别方案.通过注入辅助的连续光,解决了信号在SOA中的竞争,实现三态到两态的转换.对40Gb/s信号的数值分析表明,这种方案可获得消光比为13.29dB的判决识别信号输出.对... 提出了一种基于太赫兹非对称光解复用器结构的NRZ码全光帧头识别方案.通过注入辅助的连续光,解决了信号在SOA中的竞争,实现三态到两态的转换.对40Gb/s信号的数值分析表明,这种方案可获得消光比为13.29dB的判决识别信号输出.对非线性相移差偏离的影响进行了分析,结果表明如果限制非线性相移差的偏离小于0.1rad,仍然可获得消光比13dB以上的判决识别信号输出.对2.5Gb/s帧头信号的判决实验表明,理论分析结果与实验相符. 展开更多
关键词 全光网 全光帧头识别器 全光比较器 太赫兹非对称光解复用器
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用于帧头识别的全光比较器的最新研究进展 认领
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作者 王亚平 吴重庆 +1 位作者 史晓军 盛新志 《半导体光电》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期 625-630,共6页
就全光比较器的功能模型及性能指标提出见解。综述了用于帧头识别的光比较器最新研究进展,阐述了不同结构的光比较器的原理、优缺点,以及进一步改进的可能性。
关键词 全光网 光分组交换 帧头识别 全光比较器
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利用杜哈梅尔方法近似求解EDF的自发辐射特性 认领 被引量:1
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作者 杨伟 刘岚岚 +1 位作者 吴重庆 王甫 《光学与光电技术》 2014年第5期22-27,共6页
掺铒光纤(EDF)中的自发辐射噪声是影响掺铒光纤放大器(EDFA)工作性能和掺铒光纤激光器(EDFL)的起振特性的重要因素。自发辐射与泵浦方式紧密相关,研究脉冲泵浦下EDF的自发辐射具有重要的学术意义。从速率方程出发,建立了任意波形... 掺铒光纤(EDF)中的自发辐射噪声是影响掺铒光纤放大器(EDFA)工作性能和掺铒光纤激光器(EDFL)的起振特性的重要因素。自发辐射与泵浦方式紧密相关,研究脉冲泵浦下EDF的自发辐射具有重要的学术意义。从速率方程出发,建立了任意波形脉冲泵浦下EDF自发辐射的能级粒子数分布所满足的一元二阶变系数微分方程。由于没有封闭形式的解析解,采用杜哈梅尔方法,将泵浦脉冲波形进行分时段描述,每个小时段都有解析解,从而得到了自发辐射的平均功率表达式。分析结果表明,随着泵浦功率的增大,ASE的输出波形更接近泵浦光的波形,且泵浦光的毛刺对于ASE噪声的影响较小。 展开更多
关键词 掺铒光纤 掺铒纤放大器 脉冲泵浦 杜哈梅尔方法 自发辐射
任意波形脉冲泵浦下掺铒光纤的自发辐射 认领 被引量:2
16
作者 刘岚岚 杨伟 +1 位作者 吴重庆 王甫 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期97-103,共7页
为了突破以往研究的波形局限,探究任意波形脉冲泵浦下掺铒光纤的自发辐射特性,从速率方程组出发,采用分时段计算的方法得到各能级粒子数及自发辐射平均功率的表达式.仿真和实验表明,泵浦光毛刺对自发辐射光的影响较小,具有类似“... 为了突破以往研究的波形局限,探究任意波形脉冲泵浦下掺铒光纤的自发辐射特性,从速率方程组出发,采用分时段计算的方法得到各能级粒子数及自发辐射平均功率的表达式.仿真和实验表明,泵浦光毛刺对自发辐射光的影响较小,具有类似“高频滤波”的特性;泵浦功率较大时自发辐射光的波形与泵浦波形接近,该研究结果可以用于光纤激光器的全光调制.理论分析与实验结果相符合,证明了理论的可靠性. 展开更多
关键词 掺铒光纤放大器 掺铒光纤 脉冲泵浦 自发辐射 全光调制
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小信号脉冲抽运时掺铒光纤自发辐射的研究 认领 被引量:2
17
作者 王甫 吴重庆 刘岚岚 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期84-90,共7页
自发辐射(ASE)是掺铒光纤放大器(EDFA)的重要噪声源,对于由EDFA构成的光纤激光器有重要影响。理论与实践证明,它与抽运方式紧密相关,所以研究脉冲抽运时掺铒光纤(EDF)的自发辐射有重要的学术价值。同时,脉冲抽运对于EDFA锁模激光... 自发辐射(ASE)是掺铒光纤放大器(EDFA)的重要噪声源,对于由EDFA构成的光纤激光器有重要影响。理论与实践证明,它与抽运方式紧密相关,所以研究脉冲抽运时掺铒光纤(EDF)的自发辐射有重要的学术价值。同时,脉冲抽运对于EDFA锁模激光器的研究也有一定意义。从理论和实验两方面研究了小信号脉冲抽运时,抽运脉冲宽度和幅度对于EDF的自发辐射特性的影响,得到了小信号抽运时输出ASE噪声平均值的近似解析解。研究发现,小信号脉冲抽运时输出信号的幅度与抽运脉冲的宽度成正比。这个新现象可用于脉冲宽度的全光检测。 展开更多
关键词 光通信 掺铒光纤 掺铒光纤放大器 脉冲抽运 自发辐射 全光脉宽测量
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