Monitoring and analysis of ultra-high-speed optical signal amplitude and phase information is a cross subject,which involves femtosecond laser generation, ultra fast nonlinear optics, linear optical sampling, coherent detection, digital signal processing ,computer graphics processing and other fields.It is the key technique to ensure that the next generation high-speed photonics network, Internet of things, the super computer optical interconnection, high-speed military communication network and optical satellite communication network stably, flexibly and safely work,which has great application prospect.. Nowadays terahertz bandwidth optical sampling oscilloscope just only monitor.the amplitude information,while the bandwidth and real-time monitoring of the linear optical sampling technique is limited due to balance detector bandwidth and phase tracking software algorithm complexity. The task of this research project is introducing linear optical sampling and coherent detection technique into nonlinear optical sampling,which could combine the wide bandwidth of nonlinear optical sampling with phase sensitive advantage of linear optical sampling, then could monitor the amplitude and phase information of advanced modulation mode (for example: DPSK, DQPSK, N-QAM ) ultra-high speed optical data. We focus on the fast phase tracking and fast software clock recovery algorithm basing on intradyne phase detection scheme, and building experimental system combining nonlinear optical sampling with linear optical sampling.
超高速光信号幅度/相位信息监测分析涉及飞秒激光产生、超快非线性光学、线性光取样、相干探测、数字信号处理和计算机图形处理等学科领域,是一个交叉性很强的学科。该技术是保证下一代超高速光子网络、物联网、超级计算机光互联、超高速军事通信网和光卫星通信网稳定、灵活和安全运行的关键,具有巨大应用前景。目前带宽高达太赫兹的光取样示波器,只能监测幅度信息,而能监测相位信息的线性取样由于均衡探测器带宽的限制和相位跟踪软件算法的复杂性,带宽和实时监测受到极大制约。本项目在非线性取样的基础上,引入线性取样和相干探测技术,把非线性取样的高带宽和线性取样相位敏感的优点结合起来,达到准确测量先进调制制式下(例如:DPSK,DQPSK,N-QAM)超高速光数据的幅度和相位信息。并重点研究内差(intradyne)相位探测方案下快速相位跟踪、快速软件时钟恢复算法,并建立非线性取样和线性取样结合的实验系统。
全光采样技术监测高速或超高速光信号,是克服电子带宽受限而导致无法精确测量的最有效办法之一。该技术是保证下一代超高速光子网络、物联网、超级计算机、光互联、超高速军事通信网和光卫星通信网稳定、灵活和安全运行的关键技术。在本项目的支持下我们成功地把线性取样和非线性取样结合起来,实现了带宽的拓展和相位信息的检测,达到了本项目的科研目标。经过四年的科研攻关主要完成了以下工作:.(1)先后开发500GH、800GHz、1THz、1.2THz带宽的全光取样实验系统、时间分辨率达到0.5ps,灵敏度达到-48dBm,系统关键参数到达国际水平;.(2)开展了线性全光取样理论和实验工作,完成了时钟恢复的理论仿真、程序编写,先后实现了1GHz、2.5GHz、10GHz QPSK、16QAM复杂调制格式信号产生和信号检测;.(3)开发出世界上首款双飞秒全保偏光纤光梳,首次实现了两个不同重复频率的光纤光梳重复频率和位相的同步,为任意波形的检测奠定了坚实的基础。.在本项目的自助下,发表论文8篇,其中7篇是第一作者或通信作者,授权国际专利1项、国内专利1项,申请国内专利5项,培养博士4位,硕士1位.
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数据更新时间:2023-05-31
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