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    我國學者在光矢量分析方法研究方面取得重要進展

    日期 2019-11-21   來源:信息科學部   作者:張麗佳 孫玲 潘慶  【 】   【打印】   【關閉

    圖. 基于非對稱光雙邊帶發射機與接收機的光矢量分析方法結構示意圖

      在國家自然科學基金項目(批準號:61527820)等資助下,南京航空航天大學雷達成像與微波光子學教育部重點實驗室潘時龍教授團隊在光矢量分析方法研究方面取得重要進展。相關成果以“Optical Vector Analysis with Attometer Resolution, 90-dB Dynamic Range and THz Bandwidth”(具有阿米級分辨率、90 dB動態范圍和THz帶寬的光矢量分析)為題,于2019年11月13日在Nature Communications (《自然·通訊》)上在線發表。論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-019-13129-x。

      光器件是實現新一代光信息系統(光通信、光傳感、光處理、量子計算等)的物理載體。光矢量分析方法作為一種能夠測量光器件幅度、相位以及偏振響應的基礎測量方法,可在光器件的研制、生產、檢測和應用中發揮重要作用。由于不同類型光器件的測量要求各不相同,需要光矢量分析方法具備超高分辨率、超寬帶和大動態范圍等特性。然而,現有的光矢量分析方法很難同時實現超高分辨率、超寬帶和大動態范圍測量。

      針對上述問題,潘時龍教授團隊提出了一種基于非對稱光雙邊帶調制的光矢量分析方法(圖),將電光調制產生的雙邊帶信號均用作探測信號,可同時滿足超高分辨率、超寬帶和大動態范圍的測量要求。該方法與光學單邊帶調制的光矢量分析方法相比,在系統帶寬不變的情況下,測量范圍翻倍的同時也有效提高了測量效率。在接收機端,由于兩個探測信號的解調頻率與電光調制非線性所產生的高階邊帶的頻率均不相同,可以很容易區分有用信號和調制非線性帶來的干擾信號,進而大幅消除測量誤差,提升測量分辨率和動態范圍。通過選擇超高邊帶抑制比的移頻器件,消除了殘留邊帶,實現了動態范圍的進一步提高;采用頻率穩定性好、超窄線寬的激光源,將光矢量分析的分辨率提高至接近激光器的線寬;結合光頻梳技術、自動控制技術和多通道幅相均衡技術,將測量范圍拓展至1THz以上。在實驗中,研究人員實現了分辨率為334 Hz、動態范圍大于 90 dB、測量范圍為1.075 THz的光器件光譜響應測量。研究成果可為前沿光器件的研制和相關物理現象的探索提供有效測量手段。




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