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空间相干光通信中平衡探测器灵敏度测试实验

代永红 刘彦飞 周浩天 单欣 艾勇

代永红, 刘彦飞, 周浩天, 单欣, 艾勇. 空间相干光通信中平衡探测器灵敏度测试实验[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3110-3116.
引用本文: 代永红, 刘彦飞, 周浩天, 单欣, 艾勇. 空间相干光通信中平衡探测器灵敏度测试实验[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3110-3116.
Dai Yonghong, Liu Yanfei, Zhou Haotian, Shan Xin, Ai Yong. Sensitivity testing and experiment of balanced photodetectors in the space coherent optical communication[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(10): 3110-3116.
Citation: Dai Yonghong, Liu Yanfei, Zhou Haotian, Shan Xin, Ai Yong. Sensitivity testing and experiment of balanced photodetectors in the space coherent optical communication[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(10): 3110-3116.

空间相干光通信中平衡探测器灵敏度测试实验

基金项目: 

国家自然科学基金(61273053,11204220);航空科学基金(201351S5002)

详细信息
    作者简介:

    代永红(1969-),男,讲师,博士,主要从事信号与信息处理方面的研究。Email:yhdai@whu.edu.cn

  • 中图分类号: TN929.12;TN215

Sensitivity testing and experiment of balanced photodetectors in the space coherent optical communication

  • 摘要: 在空间相干光通信中,为了对本振激光器和大气信道产生的共模噪声进行有效的抑制,接收机中广泛引入平衡探测器,通过分析可知,平衡探测器在相干探测时灵敏度明显提高。为了探求空间相干通信中平衡探测器的性能,对其噪声形成的机理进行了分析,给出了2.5 Gbps和5 Gbps平衡探测器在非相干与相干探测条件下的灵敏度理论极限。设计了2.5 Gbps和5 Gbps平衡探测器,构建了平衡探测器测试系统,并对其灵敏度进行了测试,在2.5 Gbps通信速率下,非相干探测灵明度达到-21.1 dBm,相干探测的灵敏度达到-41.2 dBm,测试结果与理论分析值基本吻合。空间相干光通信中平衡探测器分析与设计为空间相干光通信系统提供了理论依据和实现条件。
  • [1]
    [2] Yuen H P, Chan V W S. Noise in homodyne and heterodyne detection[J]. Optics Letters, 1983, 8(3):177-179.
    [3]
    [4] Abbas G L, Chan V W S, Yee T. A dual-detector optical heterodyne receiver for local oscillator noise suppression[J]. Journal of Lightwave Technology, 1985, 3(5):1110-1122.
    [5]
    [6] Slusher R E, Hollberg L W, Yurke B, et al. Observation of squeezed states generated by four-wave mixing in an optical cavity[J]. Physical Review Letters, 1985, 55(22):2409.
    [7]
    [8] Smithey D T, Beck M, Raymer M G, et al. Measurement of the Wigner distribution and the density matrix of a light mode using optical homodyne tomography:Application to squeezed states and the vacuum[J]. Physical Review Letters, 1993, 70(9):1244.
    [9]
    [10] Kazovsky L G, Tonguz O K. ASK and FSK coherent lightwave systems:A simplified approximate analysis[J]. Journal of Lightwave Technology, 1990, 8(3):338-352.
    [11] Beck M, Smithey D T, Raymer M G. Experimental determination of quantum-phase distributions using optical homodyne tomography[J]. Physical Review A, 1993, 48(2):R890.
    [12]
    [13] Wan Lin, Feng Ying. Research progress and trend of satellite coherent optical communication[J]. Laser and Optoelectronics, 2007, 44(6):49-53.(in Chinese)
    [14]
    [15]
    [16] Yao Zhoushi, Hu Yu. Satellite coherent optical communication technology development course and trend[J]. Optical Communication Technology, 2005, 29(1):44-46.(in Chinese)
    [17]
    [18] Li Guifang. Recent advances in coherent optical communication[J]. Advances in Optics and Photonics, 2009, 1(2):279-307.
    [19] Wree C, Becker D, Mohr D, et al. Optical coherent receivers for 2.5 and 5 Gb/s[C]//The 18th Annual Meeting of the IEEE:Laser and Elector-optics Society 2005, 2005:1548125.
    [20]
    [21] Clark T R, Dennis M L. Coherent optical phase-modulation link[J]. Photonics Technology Letters, IEEE, 2007, 19(16):1206-1208.
    [22]
    [23] Shieh W, Bao H, Tang Y. Coherent Optical OFDM:theory and design[J]. Optics Express, 2008, 16(2):841-859.
    [24]
    [25]
    [26] Gregory M, Troendle D, Muehlnikel G. 3 years coherent space to ground links:performance results and outlook for the optical ground station equipped with adaptive optics[C]//Free-Space Laser Communication and Atmospheric Propagation, SPIE, 2013, 8610:861004.
    [27]
    [28] Joshi A, Becker D, Wree C, et al. Coherent optical receiver system with balanced photodetection[C]//SPIE, 2006, 6243:62430E.
    [29]
    [30] Ip E, Lau A P T, Barros D J F, et al. Coherent detection in optical fiber systems[J]. Optics Express, 2008, 16(2):753-791.
    [31] Armstrong J. OFDM for optical communications[J]. Journal of Lightwave Technology, 2009, 27(3):189-204.
    [32]
    [33] Caplan D O, Carney J J, Fitzgerald, et al. Multi-rate DPSK optical transceivers for free-space-application[C]//SPIE, 2014, 8971:8971K.
    [34]
    [35]
    [36] Spellmeyer N W, Browne C A, Caplan D O, et al. A multi-rate DPSK modem for space-laser communication[C]//SPIE, 2014, 8971:8971J.
    [37]
    [38] Yang Xianglin. Optical Fiber Communication System[M]. Beijing:National Defence Industry Press, 2000:139-141, 217-220.(in Chinese)
    [39] Wu Zhongqin. An Introduction to Optical Communications[M]. Beijing:Tsinghua University Press, 2008:168-170.(in Chinese)
    [40]
    [41] William, Ivan Djordjevic. OFDM for Optical Communications[M]. Bai Chenglin, Feng Min, Luo Qinglong, translated. Beijing:Electronics Industry Press, 2011:76-80.(in Chinese)
  • [1] 李春来, 刘成玉, 金健, 徐睿, 吕刚, 谢嘉楠, 袁立银, 刘世界, 王建宇.  红外高光谱遥感成像的技术发展与气体探测应用(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(7): 20210866-1-20210866-13. doi: 10.3788/IRLA20210866
    [2] 种波, 陈博杨, 陈长城, 田东平.  二维纳米材料磁性探测的双臂微悬臂梁设计 . 红外与激光工程, 2022, 51(4): 20210198-1-20210198-5. doi: 10.3788/IRLA20210198
    [3] 何伟迪, 苏丹, 王善江, 周桓立, 陈雯, 张晓阳, 赵宁, 张彤.  表面等离激元纳米结构增效的光电探测器进展(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20211014-1-20211014-12. doi: 10.3788/IRLA20211014
    [4] 陈红富, 罗曼, 沈倪明, 徐腾飞, 秦嘉怡, 胡伟达, 陈效双, 余晨辉.  二维层状材料异质结光电探测器研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(1): 20211018-1-20211018-11. doi: 10.3788/IRLA20211018
    [5] 王宁, 赵柏秦, 王帅, 王震.  PIN探测器和跨阻放大器的光电单片集成 . 红外与激光工程, 2021, 50(9): 20210076-1-20210076-6. doi: 10.3788/IRLA20210076
    [6] 高琳华, 崔艳霞, 梁强兵, 刘艳珍, 李国辉, 范明明, 郝玉英.  金属−无机半导体−金属光电探测器的研究进展 . 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20201025-1-20201025-19. doi: 10.3788/IRLA20201025
    [7] 甄政, 王英瑞, 欧文, 周军, 李昂.  一种新型红外多波段低背景探测技术 . 红外与激光工程, 2020, 49(5): 20190361-20190361-5. doi: 10.3788/IRLA20190361
    [8] 杜海伟.  弱场偏振探测技术灵敏度及噪声的定性分析 . 红外与激光工程, 2020, 49(3): 0305006-0305006-7. doi: 10.3788/IRLA202049.0305006
    [9] 安佳, 王永杰, 李芳, 刘元辉, 彭丹丹.  采用聚酰胺酸层的高灵敏度长周期光纤光栅温度传感器 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 822002-0822002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0822002
    [10] 李文超, 何家欢, 李志全, 王亚娟, 冯丹丹, 顾而丹.  新型双通道可选择性SPR光纤传感器的研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 322002-0322002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0322002
    [11] 梁赫西, 代永红, 艾勇, 石倩芸, 周凌林, 单欣.  空间光耦合平衡探测器设计与测试 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 320002-0320002(7).
    [12] 曹哲玮, 杨春.  微波光链路和光电探测器残余相位噪声的测量 . 红外与激光工程, 2016, 45(7): 717006-0717006(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0717006
    [13] 何俊, 徐可欣, 刘蓉, 李晨曦.  近红外漫反射光程对葡萄糖浓度检测灵敏度的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(S1): 29-34. doi: 10.3788/IRLA201645.S104006
    [14] 张丽, 杨丹, 王好伟, 王依山, 杨盛谊.  溶液法制备全有机P3HT光电探测器 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 2975-2980.
    [15] 沈振民, 蓝天, 刘国彦, 李湘, 倪国强.  包含非视距链路的室内可见光通信倾角式光学接收端的设计与分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2783-2788.
    [16] 王巍, 武逶, 冯其, 颜琳淑, 王川, 王冠宇, 袁军, 王振.  应用于10Gb/s光接收机的全差分CMOS跨阻前置电路设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1587-1592.
    [17] 阮秀凯, 唐震洲, 张耀举, 陈孝敬, 陈慧灵.  反馈电压偏置型Hopfield 网络电域盲检测相干光通信信号 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 715-720.
    [18] 王文娟, 王少伟, 陆卫, 陈飞良, 张英, 孙晓岚, 李宁, 李志锋, 李雪.  激光选择聚焦的响应增强型光电探测器 . 红外与激光工程, 2014, 43(5): 1416-1420.
    [19] 范哲, 张春熹, 牛燕雄, 孙绪印, 罗娜, 潘建业.  光电探测器非线性响应对相干激光多普勒测速仪的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2103-2107.
    [20] 陈海云, 顾铮先, 陈鑫.  倾斜长周期光纤光栅薄膜传感器特性研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3116-3121.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-02-05
  • 修回日期:  2015-03-09
  • 刊出日期:  2015-10-25

空间相干光通信中平衡探测器灵敏度测试实验

    作者简介:

    代永红(1969-),男,讲师,博士,主要从事信号与信息处理方面的研究。Email:yhdai@whu.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金(61273053,11204220);航空科学基金(201351S5002)

  • 中图分类号: TN929.12;TN215

摘要: 在空间相干光通信中,为了对本振激光器和大气信道产生的共模噪声进行有效的抑制,接收机中广泛引入平衡探测器,通过分析可知,平衡探测器在相干探测时灵敏度明显提高。为了探求空间相干通信中平衡探测器的性能,对其噪声形成的机理进行了分析,给出了2.5 Gbps和5 Gbps平衡探测器在非相干与相干探测条件下的灵敏度理论极限。设计了2.5 Gbps和5 Gbps平衡探测器,构建了平衡探测器测试系统,并对其灵敏度进行了测试,在2.5 Gbps通信速率下,非相干探测灵明度达到-21.1 dBm,相干探测的灵敏度达到-41.2 dBm,测试结果与理论分析值基本吻合。空间相干光通信中平衡探测器分析与设计为空间相干光通信系统提供了理论依据和实现条件。

English Abstract

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