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    188宝金博页面版: 高速相干光通信平衡探测器研究-代永红　

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    内容提示： 第 ４４ 卷第 １ 期２０１５ 年 １ 月　　　　　　　　　　　　光 　 子 　 学 　 报ＡＣＴＡ。校龋希裕希危桑茫痢。樱桑危桑茫粒郑铮欤矗矗危铮保剩幔睿酰幔颍 ２０１５　　 基金项目：国家自然科学基金（ Ｎｏｓ．６１２７３０５３ ， １１２０４２２０ ）和航空科学基金（ Ｎｏ．２０１３５１Ｓ５００２ ）资助第一作者：代永红（ １９６９－ ），男，博士研究生，主要研究方向为信号与信息处理．Ｅｍａｉｌ ：ｙｈｄａｉ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ导师（通讯作者）：艾勇（ １９５８－ ），男，教授，博士，主要研究方向为光信息处理及通信 ．Ｅｍａｉｌ ： ａｉｙｏｎｇ０９＠１６３．ｃｏｍ收稿日期： ２０１４ － ０６ － ０３ ；录用日期：２０１４ － ０７ － ２４ｈｔｔ ｐ ： ∥ ｗｗｗ ． ｐ ｈｏｔｏｎ ． ａｃ ． ｃｎｄｏｉ ： １０．３７８８ ／ ｇｚｘｂ２０１５４４０１．０１２５００２高速相干光通信平衡探测器研究代永红，艾勇，肖伟，周浩天，单欣（武汉大学 电子信息学院，武汉 ４３００７０ ）摘 　 要：通过对相干光通信平衡探测器原理及关键技术进行分析，设计了一套高速平衡探测系统，并在室内构建了相干光通信测试平台．测试实验发现：该平衡探测器可以实现不...

    文档格式：PDF | 页数：7 | 浏览次数：354 | 上传日期：2017-05-02 07:40:52 | 文档星级：
    第 ４４ 卷第 １ 期２０１５ 年 １ 月　　　　　　　　　　　　光 　 子 　 学 　 报ＡＣＴＡ。校龋希裕希危桑茫痢。樱桑危桑茫粒郑铮欤矗矗危铮保剩幔睿酰幔颍 ２０１５　　 基金项目：国家自然科学基金（ Ｎｏｓ．６１２７３０５３ ， １１２０４２２０ ）和航空科学基金（ Ｎｏ．２０１３５１Ｓ５００２ ）资助第一作者：代永红（ １９６９－ ），男，博士研究生，主要研究方向为信号与信息处理．Ｅｍａｉｌ ：ｙｈｄａｉ＠ｗｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ导师（通讯作者）：艾勇（ １９５８－ ），男，教授，博士，主要研究方向为光信息处理及通信 ．Ｅｍａｉｌ ： ａｉｙｏｎｇ０９＠１６３．ｃｏｍ收稿日期： ２０１４ － ０６ － ０３ ；录用日期：２０１４ － ０７ － ２４ｈｔｔ ｐ ： ∥ ｗｗｗ ． ｐ ｈｏｔｏｎ ． ａｃ ． ｃｎｄｏｉ ： １０．３７８８ ／ ｇｚｘｂ２０１５４４０１．０１２５００２高速相干光通信平衡探测器研究代永红，艾勇，肖伟，周浩天，单欣（武汉大学 电子信息学院，武汉 ４３００７０ ）摘 　 要：通过对相干光通信平衡探测器原理及关键技术进行分析，设计了一套高速平衡探测系统，并在室内构建了相干光通信测试平台．测试实验发现：该平衡探测器可以实现不同速率的相干探测，可为相干光通信提供有利的条件．在２．５Ｇｂｐｓ通信速率下直接探测时，单管灵敏度可以达到－２６ｄＢｍ ，动态范围为－２６～３ｄＢｍ ；在 本 振 光 为 ３ｄＢｍ 时，相 干 探 测 的 灵 敏 度 可 以 达 到 －４６．５ｄＢｍ ，动 态 范 围 为－４６．５～３ｄＢｍ．关键词：应用光电子学；分析与测试；平衡光电探测器；光通信；解调；跨阻放大器；灵敏度中图分类号： ＴＮ２４７ ；ＴＮ２１５　　　 文献标识码： Ａ　　　文章编号：１００４ － ４２１３ （ ２０１５ ） ０１ － ０１２５００２ － ７Ｔｈｅ。遥澹螅澹幔颍悖琛。铮妗。拢幔欤幔睿悖濉。模澹簦澹悖簦铮颉。妫铮颉。龋椋纾 － ｓｐｅｅｄ。茫铮瑁澹颍澹睿悖澹希穑簦椋悖幔臁。茫铮恚恚酰睿椋悖幔簦椋铮睿螅模粒伞。伲铮睿 － ｈｏｎｇ ， ＡＩ。伲铮睿 ， ＸＩＡＯ。祝澹，ＺＨＯＵ。龋幔 － ｔｉａｎ ， ＳＨＡＮ。兀椋睿 Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ 。桑睿妫铮颍恚幔簦椋铮 　 Ｓｃｈｏｏｌ ， Ｗｕｈａｎ 　 Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ， Ｗｕｈａｎ ， ４３００７０ ， Ｃｈｉｎａ ）Ａｂｓｔｒａｃｔ ： Ｔｈｅ。穑颍椋睿悖椋穑欤濉。幔睿洹。耄澹 ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　 ｏｆ。猓幔欤幔睿悖濉。洌澹簦悖澹簦铮颉。妫铮颉。悖铮瑁澹颍澹睿簟。铮穑簦椋悖幔臁。悖铮恚恚酰睿椋悖幔簦椋铮睢。鳎澹颍澹幔睿幔欤澹洌痢。螅澹簟。铮妗。瑁椋纾 － ｓｐｅｅｄ。猓幔欤幔睿悖濉。洌澹簦澹悖簦椋铮睢。螅螅簦澹怼。鳎幔蟆。洌澹螅椋纾睿澹 ， ａｎｄ。簦瑁濉。悖铮瑁澹颍澹睿簟。铮穑簦椋悖幔欤悖铮恚恚酰睿椋悖幔簦椋铮睿蟆。簦澹螅簟。穑欤幔簦妫铮颍怼。鳎幔蟆。猓酰椋欤簟。椋睿洌铮铮颍螅粒悖簦酰幔臁。簦澹螅簦蟆。螅瑁铮鳌。簦瑁幔簟。簦瑁濉。猓幔欤幔睿悖濉。洌澹簦澹悖簦铮颉。悖幔睢。幔悖瑁椋澹觯澹簦瑁濉。洌椋妫妫澹颍澹睿簟。颍幔簦濉。铮妗。悖铮瑁澹颍澹睿簟。洌澹簦澹悖簦椋铮 ， ｗｈｉｃｈ。悖幔睢。穑颍铮觯椋洌濉。幔睢。澹螅螅澹睿簦椋幔臁。螅酰穑穑铮颍簟。妫铮颉。悖铮瑁澹颍澹睿簟。铮穑簦椋悖幔欤悖铮恚恚酰睿椋悖幔簦椋铮睿眨睿洌澹颉。玻担牵猓穑 ， ｔｈｅ。螅澹睿螅椋簦椋觯椋簦 ｃａｎ。猓濉。铮猓簦幔椋睿澹洌玻叮洌拢怼。酰睿洌澹颉。簦瑁濉。悖铮睿洌椋簦椋铮睢。铮妗。洌椋颍澹悖簦洌澹簦澹悖簦椋铮睢。酰螅椋睿纭 ｓｉｎｇｌｅ。穑椋穑 ， ｗｈｅｒｅ。洌睿幔恚椋恪。颍幔睿纾濉。椋螅玻丁常洌拢恚祝瑁澹睢。簦瑁濉。穑铮鳎澹颉。铮妗。欤铮悖幔臁。铮螅悖椋欤欤幔簦铮颉。欤幔螅澹颍椋蟆。常洌拢 ， ｃｏｈｅｒｅｎｔ。洌澹簦澹悖簦椋铮睢。螅澹睿螅椋簦椋觯椋簦 ｃａｎ。颍澹幔悖琛。矗叮担洌拢 ， ｗｈｅｒｅ。洌睿幔恚椋恪。颍幔睿纾濉。椋螅矗叮怠常洌拢恚耍澹。鳎铮颍洌 ： Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ。铮妗。铮穑簦铮澹欤澹悖簦颍铮睿椋悖 ； Ａｎａｌｙｓｉｓ。幔睿洹。簦澹螅簦椋睿 ； Ｂａｌａｎｃｅ。穑瑁铮簦铮洌澹簦澹悖簦铮 ； Ｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ； Ｄｅｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ； ＴＩＡ ； ＳｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙＯＣＩＳ。茫铮洌澹 ： ２５０．００４０ ； ０４０．１８８０ ； ０４０．２８４０ ； ０４０．５１６００　 引言激光通信按照调制与检测技术可以分为非相干和相干两种方式 ． 相干光通信技术可获得接近 １０ｄＢ到２５ｄＢ 的转换增益［ １ － ３ ］ ，得到频率和相位的全部信息，适用于远距离无中继放大，有利于对微弱信号进行检测．但在 相 干 检 测 中，本 振 激 光 器 的 相 对 强 度 噪 声（ Ｒｅｌａｔｉｖｅ。桑睿簦澹睿螅椋簦 Ｎｏｉｓｅ ， ＲＩＮ ）、光电二极管的散粒噪声、信道传输引入的噪声以及电路的热噪声等对相干解调灵敏度的影响仍无法消除［ ４ － ５ ］ ．为了更好地使用本振激光器功率，消除或者抑制 数 字 光 通 信 中 产 生 的ＲＩＮ和信道噪声，提高探测器的灵敏度，提出基于相干探测的平衡探测器 ． 相干探测一直是光通信领域的研究热点， ２０１０年，ＴｅｒｒａＳＡＲ － Ｘ［ １ ］ 进行了上百次双向卫星链路在数据率５．６２５Ｇｂｐｓ的相干 ＢＰＳＫ 通信，为空间激光通信的高速数据传输提供了成功范例［ ６ ］ ．文献［ ７ － ８ ］提出采用单或双光电二极管与运算放大器组成跨阻放大器实现相干探测，其主要的优点是跨阻增益较大，但由于运算放大器带宽的限制，难以实现高速率的通信；文献［ ３ ，９ ］采用魔 Ｔ 进行电信号合１ － ２ ０ ０ ５ ２ １ ０

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