Characterizing nonlocal dispersion compensation in deployed telecommunications fiber
宽带光子对在部署的电信光纤上的传播被用来实现非局域色散补偿，而不需要故意引入负色散。这是通过利用时间-能量纠缠和光纤的正负色散特性而实现的。我们证明了在两个多段10公里跨度的部署光纤和高达80公里的实验室光纤传输后光子时序相关性的保留。
2019-01-08 physics.optics quant-ph
Fine-grained All-fiber Nonlocal Dispersion Compensation in the Telecommunications O-Band
本文通过细粒度时间关联测量，在符合ITU-T G.652D标准的城域光纤上实现了接近仪器分辨率的非局域色散补偿，验证了1km级光纤增量部署的可行性。
2022-01-26 physics.optics quant-ph
Heptagonal Photonic Crystal Fiber for Dispersion Compensation with a Very Low Confinement Loss
提出了一种用于色散补偿的七边形纤芯七边形包层光子晶体光纤。不同的光学性能的建议PCF探索使用有限元法（FEM）。提出的色散补偿PCF（DC-PCF）在$1550 nm$波长处表现出非常大的负色散$-940 ps/(nm-km)$。在$1390$至$1700 nm$（$310 nm$频带）的波长范围内，DC-PCF的总色散为$-420.1$至$-1160 ps/(nm-km)$。相对色散斜率为$0.0036 nm^{-1}$，其与标准单模光纤完美匹配。此外，它在$1550 nm$波长处表现出约为$10^{-5} dB/km$的非常低的限制损耗和$45 W^{-1}km^{-1}$的低非线性。由于DC-PCF具有很高的负色散和很低的非线性，它可以作为光纤通信中宽带色散补偿的潜在候选者。
2017-12-16 physics.app-ph physics.optics
The Benefit of Split Nonlinearity Compensation for Optical Fiber Communications
在这封信中，我们分析了光纤非线性数字补偿的好处，其中数字信号处理在发射机和接收机之间分开。高斯噪声模型的应用表明，在存在两个或更多跨度的情况下，分割非线性补偿总是有益的。通过数值模拟验证了该理论，研究了单通道50 GBd偏振分复用256进制正交幅度调制在100 km标准单模光纤跨度，使用集总放大的传输。对于这种情况，对于大于2000 km的距离，通过发射器侧或接收器侧非线性补偿实现的互信息的额外增加大约为1比特。此外，它示出，从理论上讲，长距离和高带宽传输的SNR增益是1.5 dB与基于发射机或接收机的非线性补偿。
2015-11-12 cs.IT math.IT physics.optics
Fast and Automated Optical Polarization Compensation of Fiber Unitaries
针对光纤传输导致的光子偏振变化限制量子通信的问题，提出一种基于旋转四分之一波片与液晶高速控制的快速自动化偏振补偿方法，直接求解补偿参数，在平均不到六次迭代内实现超过99%的保真度，微调后可达99.5%以上。
2025-05-15 physics.optics quant-ph
Refractive index sensing with temperature compensation by a multimode-interference fiber-based optical frequency comb sensing cavity
提出了一种基于多模干涉光纤的光学频率梳（OFC）传感腔（MMI-OFC传感腔）的温度补偿折射率传感方法。MMI-OFC传感腔通过解码梳齿间距频率偏移和OFC的波长偏移，能够同时测量材料相关的RI和样品温度。实现了对液体样品的放射性浓度和温度的同时连续测量，测量精度为1.6*10^-4 RIU和0.08 ℃。所提出的方法将是一个有用的手段，为各种应用的基础上RI感测。
2019-05-13 physics.app-ph physics.optics
Periodic and Quasi-Periodic Compensation Strategies of Extreme Outages caused by Polarization Mode Dispersion and Amplifier Noise
在光纤通信系统中，双折射无序对放大器噪声的误码率（BER）的影响可能导致与过大的BER值相关的极端中断。分析了偏振模色散（PMD）补偿策略对误码率的影响。提出了一种补偿方法，该方法能够更有效地抑制极端中断，从而导致光纤系统性能的大幅改善。
2003-04-16 physics.data-an physics.optics
Fiber Nonlinearity Compensation of Coherent Signals Using Deep Photonic Reservoir Computer
ShanghaiTech University（上海科技大学）；Guangjiu Technology（广久科技）；State Key Laboratory of Photonics and Communications, Intelligent Microwave Lightwave Integration Innovation Center (imLic), Department of Electronic Engineering, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学电子工程系光子与通信国家重点实验室、智能微波光波集成创新中心(imLic)）；Xizhi Technology Co., Ltd（西智科技有限公司）；State Key Laboratory of Quantum Functional Materials, ShanghaiTech University（上海科技大学量子功能材料国家重点实验室）
本研究提出用深度光子储备池计算机（PRC）实现相干16-QAM信号的非线性均衡，实验表明其可提升Q因子，且能适配不同发射功率和传输距离的信号。
2026-08-19 physics.optics
Analysis of chromatic dispersion compensation and carrier phase recovery in long-haul optical transmission system influenced by equalization enhanced phase noise
在长距离相干光纤传输系统中，由于电子色散补偿（EDC）和激光相位噪声的相互作用，均衡增强相位噪声（EEPN）对系统的性能有很大的影响。在本文中，我们提出了一个全面的研究不同的色散（CD）补偿和载波相位恢复（CPR）的方法，在n级相移键控（n-PSK）和n级正交幅度调制（n-QAM）相干光传输系统中，考虑到EEPN的影响。考虑了四种CD补偿方法：时域均衡（TDE）、频域均衡（FDE）、最小均方（LMS）自适应均衡用于EDC，色散补偿光纤（DCF）用于光色散补偿（ODC）。同时，还介绍了三种载波相位恢复方法：一阶归一化最小均方（NLMS）算法、分块平均（BWA）算法和维特比-维特比（VV）算法。在28 G波特双极化正交相移键控（DP-QPSK）相干传输系统中进行了数值仿真，结果表明，EEPN的产生与色散补偿方法的选择有关，并且在不同的载波相位恢复方案下，EEPN的效果也有一定的差异。
2017-03-29 cs.IT math.IT physics.optics
Assessment of Intra-channel Fiber Nonlinearity Compensation in 200 GBaud and Beyond Coherent Optical Transmission Systems
本文评估200 GBaud及以上相干光传输系统的通道内非线性补偿，结合SSFM、IDBP与LDBP分析SCI、PMD影响及不同放大链路增益，证明实用补偿仍具可观收益。
2025-07-28 physics.optics
Strong group velocity dispersion compensation with phase-engineered sheet metamaterials
共振超材料通常表现出相当大的色散，这被认为是许多应用的缺点。在这里，我们利用的能力，以定制的色散响应的超材料介绍了一种新的方法，在电信系统中的群速度色散补偿。该方法由堆叠的高度色散的片的超材料的数量，并能够补偿色散的光纤具有负或正的群速度色散系数。我们证明了相位工程超材料可以提供强大的群速度色散管理，而不会受到大传输损耗的不利影响，同时提供高可定制性和小尺寸。
2014-05-30 physics.optics
Near-elliptic core triangular-lattice and square-lattice PCFs: a comparison of birefringence, cut-off and GVD characteristics towards fiber device application
本文对近椭圆纤芯折射率导向三角晶格和正方晶格光子晶体光纤的双折射、单模、截止特性、群速度色散和有效面积特性进行了详细的数值分析。对于相同的d/P相对值，三角形晶格的光子晶体光纤显示出更高的双折射，而方形晶格的光子晶体光纤显示出更宽的单模操作范围。方形晶格光子晶体光纤被发现是无休止的单模较高的空气填充分数（d/P）。三角形结构的光子晶体光纤需要较小的长度来进行色散补偿，而正方形结构的光子晶体光纤具有较近的相对色散斜率（RDS），可以更好地补偿宽带色散。正方形晶格的光子晶体光纤表现出ZDW红移，使其更适合于具有高度非线性硫族化物材料的中红外超连续谱产生（SCG）。方形晶格光子晶体光纤具有较高的色散斜率，导致宽带压缩，从而在脉冲中积累更多的功率。另一方面，具有平坦色散分布的三角晶格光子晶体光纤可以产生更宽的SCG。在反常色散处，具有低群速度色散（GVD）的正方晶格光子晶体光纤对应于较高的色散长度和较高的孤子相互作用程度。正方形晶格PCF的有效面积总是大于其三角形晶格对应物，使其更适合于高功率应用。采用较小长度的非对称芯PCF进行色散补偿，而采用非对称芯PCF可以更好地进行宽带色散补偿。采用非对称芯PCF可以更好地实现压缩高功率脉冲的中红外SCG，而采用对称芯PCF可以实现更宽范围的SCG。因此，这项研究将是非常有用的实现光纤对这些特性的定制应用。
2014-12-24 physics.optics
Terahertz birefringent gratings for filtering and dispersion compensation
太赫兹波导的最新发展使其成为集成许多有趣功能的优秀平台，这为构建紧凑和鲁棒的太赫兹系统提供了巨大的潜力。在下一代太赫兹波段高速通信链路的背景下，工程太赫兹波的色散和双折射是必不可少的。在这里，我们实验证明了亚波长双折射波导光栅的低损耗环烯烃共聚物利用微加工制造技术的基础上。通过引入沿传输方向的非对称截面和双折射结构调制，实现了用于滤波和色散补偿的双折射太赫兹光栅。由于亚波长光纤中的强折射率调制，对于x偏振（y偏振），在0.15THz处实现了-188（-88）ps/mm/THz的高负群速度色散，即，7.5与迄今为止报道的最新技术水平相比，这种高负色散在43 mm光栅长度中实现，该长度小于迄今为止报道的长度的一半（例如，100 mm）。此外，亚波长光纤光栅过滤两个正交的偏振态，并表现出传输下降与8.5-dB和7.5-dB的消光比x和y偏振，分别。我们的实验证明了使用聚合物基太赫兹光栅作为太赫兹通信中的色散补偿器和转向偏振太赫兹辐射的偏振敏感太赫兹系统的可行性。
2021-08-25 physics.optics
Experimentally optimizing QKD rates via nonlocal dispersion compensation
量子密钥分发（QKD）使物理定律保证的无条件安全通信成为可能。在过去的几十年里，人们付出了巨大的努力，使这项技术在现实生活中变得可行，实现了更长的距离，并创造了更高的安全密钥速率。易于部署的玻璃纤维连接是在城市内部和城市之间链路中分配QKD所需的单光子的自然选择。然而，任何基于光纤的实现都经历色散，这使时间检测精度恶化。这最终限制了这种QKD系统的最大距离和可实现的密钥速率。在这项工作中，我们解决这个限制，最大距离和键速率，并提出了一个有效的和易于实现的方法来克服色散的影响。通过利用纠缠光子的频率相关性，利用非局域色散补偿来改善光子的时间相关性。我们的实验是第一次实现利用固有的量子力学效应的非局域色散补偿QKD以这种方式。我们的实验表明，在6.46公里的电信光纤的关键速率从6.1到228.3比特/秒的增加。我们的方法可扩展到任意光纤长度和色散值，从而大大提高了密钥速率，甚至在强色散会阻碍密钥提取的情况下首先实现了QKD。
2021-04-12 physics.optics quant-ph
Modulational-instability-free pulse compression in anti-resonant hollow-core photonic crystal fiber
利用充气空芯光子晶体光纤（PCF）对飞秒激光脉冲进行有效的非线性时间压缩，主要有两种方案：直接孤子效应自压缩和光谱展宽后相位补偿。为了获得稳定的压缩脉冲，在光谱展宽过程中避免调制不稳定性（MI）引起的退相干至关重要。在这里，我们表明，由于在反谐振引导空芯PCF中的基本芯模和芯壁谐振之间的光谱反交叉引起的色散变化可以强烈地改变MI增益谱，从而实现优化光纤设计的无MI脉冲压缩。此外，即使泵浦脉冲位于正常色散区，高阶色散也会引入MI。
2020-04-30 physics.optics
Compensation for Extreme Outages caused by Polarization Mode Dispersion and Amplifier noise
在光纤通信系统中，弱双折射无序和放大器噪声的联合作用对传输的影响很大。与过大的误码率（BER）值相对应的极端中断的概率是可察觉的。我们分析了BER的概率分布函数（PDF）对一阶和高阶PMD补偿方案的依赖性。
2003-04-15 physics.data-an physics.optics
Designing an ultra negative dispersion Photonic Crystal Fiber (PCFs) with square lattice geometry
在这篇文章中，我们从理论上研究了双芯光子晶体光纤的色散特性，通过改变不同的参数，基于正方形晶格的几何形状。由于内纤芯和外纤芯之间的折射率在耦合波长处的斜率变化很大，光纤呈现出很大的负色散。详细研究了不同的几何参数，即孔间距（间距）和不同的空气孔直径（d）的依赖性。通过适当调整可用参数，在1550 nm波长附近获得了-47，500 ps/nm/km的高负色散值。我们提出的光纤将是一个很好的设备，在长距离数据传输的色散补偿是千倍以上的可用的DCF。
2014-12-31 physics.optics
Compact, all-PM fiber integrated and alignment-free ultrafast Yb:fiber NALM laser with sub-femtosecond timing jitter
报道了一种基于非线性放大环镜（NALM）的色散补偿锁模Yb：YAG光纤振荡器的简单紧凑的设计。全保偏光纤集成激光器采用啁啾光纤布拉格光栅（CFBG）进行色散补偿，并采用光纤集成非互易相位偏置器件，实现了无色散补偿。通过数值模拟振荡器中脉冲的演化过程，并分析其对激光器性能的影响，确定了主要的设计参数。在实验上，我们实现了88 fs的压缩脉冲持续时间与亚fs的定时抖动在54 MHz的重复率和51 mW的输出功率与5.5 * 10-5 [20 Hz，1 MHz]集成的相对强度噪声（RIN）。此外，我们证明了紧密的相位锁定的激光器的载波包络偏移频率（fceo）的一个稳定的射频（RF）的参考和一个频率梳齿的一个稳定的光学参考在291太赫兹。
2021-01-08 physics.optics
Distributed Raman optical amplification in phase coherent transfer of optical frequencies
我们描述了拉曼光纤放大（ROA）的应用，在光纤链路中的光频率的相位相干转移。ROA使用传输光纤本身作为双向相干放大的增益介质。在测试设置中，我们根据开关增益、信噪比和添加到载波的相位噪声来评估ROA。我们在一个200 km的光纤链路中传输了一个激光频率，并附加了一个16 dB的固定衰减器（相当于单跨275 km的光纤），并对同向传播和反向传播放大泵浦方案进行了评估，证明了限制同向传播泵浦配置的非线性效应。在光纤链路噪声补偿的情况下，远端处的频率在1000 s内具有3e-19的分数频率不稳定性。
2012-11-16 physics.optics
Beyond the fundamental noise limit in coherent optical fiber links
众所周知，温度变化和声学噪声影响沿光纤的超稳频率传播。通常采用有源稳定技术来补偿光纤引起的相位噪声。然而，尽管有这种补偿，最终的链路性能仍然受到所谓的延迟未抑制光纤噪声的限制，该延迟未抑制光纤噪声与光在光纤中的传播延迟有关。在本文中，我们展示了一种数据后处理方法，使我们能够克服这一限制。我们实现了在远程链路端传输的光信号和往返信号之间的减法算法。以这种方式，获得了超过延迟未抑制噪声所施加的基本限制的6 dB的改善。这一结果将远程光学时钟之间的可能比较的分辨率提高了2倍。我们证实了理论预测与实验数据上获得的47公里的城域光纤链路，并提出如何扩展这种方法的频率传播的目的。
2014-07-01 physics.optics
Dispersion Managed Mode-locking in all-fiber Polarization-maintaining Nd-doped Laser at 920 nm
本文对掺钕保偏全光纤激光器中色散管理超短脉冲的产生进行了全面的研究。采用啁啾光纤布拉格光栅（CFBG）作为半导体可饱和吸收镜（SESAM）作为锁模器和第二非透明镜，实现了一种线性激光器方案。920/1064波分复用器确保了完整的1064 nm发射滤波。CFBG的色散补偿是足够的，以达到异常的净色散在最短的激光方案，使我们能够调查锁模制度在-0.05 ps 2 - 0.24 ps 2净色散范围内，通过改变无源光纤的长度。利用这种方法，我们证明了高次谐波锁模色散接近零和大的能量跨度近抛物线形状的单脉冲操作在反常色散区。该研究得到了用于优化激光谐振腔设计和研究腔内脉冲演变的数值模拟的支持。
2023-01-13 physics.optics
Clean few-cycle blue soliton self-compressed pulses generation in hollow-core fibers
本文通过结合宽带倍频、多板连续谱后压缩与空芯光纤蓝色孤子自压缩，实验实现了4.4 fs清洁蓝色少周期脉冲，并展示了该方案在色散控制、效率和简化结构方面的三重优势。
2025-08-27 physics.optics
Compact fiber-based compression of a 1 W, 76 MHz Yb laser to 15 fs for broadband ultrafast applications
Politecnico di Milano（米兰理工大学）；Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR-IFN)（意大利国家研究委员会光子和纳米技术研究所）
本文通过光纤实现1 W、76 MHz Yb激光压缩至15 fs，利用光子晶体光纤实现光谱展宽，结合色散补偿技术，优化光纤长度和耦合功率以平衡非线性展宽与高阶色散，最终获得稳定亚20 fs脉冲。
2026-04-27 physics.optics
Highly Nonlinear and Low Confinement Loss Photonic Crystal Fiber Using GaP Slot Core
本文提出了一种具有极高非线性系数的三角形晶格光子晶体光纤。采用有限元法对高非线性光子晶体光纤（HNL-PCF）的不同光学特性进行了研究。HNL-PCF在1500 nm至1700 nm的波长范围内表现出高达$10\times10^{4} W^{-1}km^{-1}$的高非线性。此外，所提出的HNL-PCF在1550 nm波长处显示出非常低的$10^{-3} dB/km$限制损耗。此外，还对色散、色散斜率、有效面积等进行了深入的分析。该光纤将成为宽带色散补偿、传感器件和超连续谱产生的合适候选者。
2017-12-20 physics.app-ph physics.optics
Multi-Wavelength Photonic Neuromorphic Computing for Intra and Inter-Channel Distortion Compensations in WDM Optical Communication Systems
数字信号处理（DSP）技术在光通信系统中得到了广泛的应用，它可以有效地抑制光信号的失真，并已成为近十年来数据业务持续增长的关键技术之一。然而，基于专用集成电路的DSP芯片的严格的能量预算已经阻止了一些功能强大但计算成本高的DSP算法的部署。结果，光纤非线性引起的信号失真阻碍了光纤通信系统，特别是在波分复用（WDM）传输系统中。为了解决这些挑战，光子学硬件（即，光子神经网络）有望打破电子学中的性能限制，并在解决传统数字电子平台无法实现的智能任务中获得带宽、等待时间和功耗方面的优势。这项工作提出了一种光子递归神经网络（RNN），能够同时解决色散和通道内和通道间的光纤非线性在多个WDM信道在光子域中，第一次我们最好的知识。此外，我们的光子RNN可以直接在光子域中处理光WDM信号，避免了模数转换器（ADC）中过高的能耗和速度开销。我们在模拟中证明，我们的光子RNN可以同时处理多个WDM信道，并在脉冲幅度调制4电平（PAM 4）传输系统中的所有WDM信道中实现与典型DSP算法相比更低的误码率，这要归功于其独特的解决信道间光纤非线性的能力。根据我们的功耗和延迟分析，除了信号质量性能外，与最先进的DSP芯片相比，所提出的系统还有望显著降低功耗和延迟。
2022-10-03 cs.ET physics.app-ph physics.optics
ASE suppression in Er3+ doped dual-core triangular lattice Photonic Crystal Fibers (PCFs) for communication wavelength
本文研究了硅基三角晶格光子晶体光纤在窄带和宽带色散补偿中的应用。通过在光子晶体光纤的包层中引入两种不同直径的空气孔，实现了双纤芯结构。利用基于多极模式的求解器详细研究了单个结构参数对高负色散（窄带和宽带）的依赖性。数值研究显示出在1550 nm波长附近具有-37，300 ps/nm/km的非常大的负色散的窄带。本研究还报告了在200 nm波长（1400 nm至1600 nm）范围内从-800 ps/nm/km至-2600 ps/nm/km变化的宽带色散值，以及接近300 nm的kappa值，这与标准单模光纤很好地匹配。利用功率在耦合波长之后从内芯传输到外芯的原理，我们研究了ASE抑制放大器的可能设计，其中耦合波长之后的波长不能被放大，因为大部分功率隧穿到不存在掺杂离子的外芯。
2014-12-17 physics.optics
Large Negative Flattened Dispersion over the S+C+L Band Using Highly Birefringent Photonic Crystal Fiber
提出了一种新型的三角晶格光子晶体光纤，它在S+C+L波段具有非常大的负平坦色散和非常高的双折射。为了研究所提出的光纤的不同的光学特性，有限元法（FEM）部署。光纤在$1440 nm$到$1600 nm$的波长上呈现$-698.5\pm 5 ps/(nm-km)$的平坦负色散。此外，所提出的光子晶体光纤（PCF）在波长为$1550 nm$时表现出$1.886\times10^{-2}$的高双折射。此外，对该光子晶体光纤的非线性、单模性、有效面积等特性进行了深入的讨论。该光纤在宽带剩余色散补偿和保偏应用中具有重要的应用。
2017-12-20 physics.app-ph physics.optics
Multiple-access relay stations for long-haul fiber-optic radio frequency transfer
我们报告的实现长途无线电频率（RF）传输计划，通过使用多址接入中继站（MARS）。该方案对每条光纤子链路进行独立的链路噪声补偿，有效地解决了长距离传输时补偿带宽的限制。MARS可以具有为前光纤子链路和后光纤子链路共享相同的调制光信号的能力，从而简化了中继站处的配置并且使得传送系统能够具有多址接入能力。同时，首次从理论上模拟了MARS位置对光纤射频传输分数频率不稳定性的影响，证明了当前后光纤子链路的比例在$1:1$左右时，MARS位置对系统性能的影响很小。我们通过使用一个连接260和280 km光纤链路的MARS，实验证明了1 GHz信号传输，在远程站点，分数频率不稳定性小于1 s时的$5.9\times10^{-14}$和10，000 s时的$8.5\times10^{-17}$，在MARS，积分时间为1 s和10，000 s时的$5.6\times10^{-14}$和$6.6\times10^{-17}$。提出的可扩展技术可以在光纤链路中任意添加相同的MARS，这在实现超长距离射频传输方面具有很大的潜力。
2022-05-05 eess.SP physics.ins-det physics.optics
Frequency comb-based microwave transfer over fiber with $7 \times 10^{-19}$ instability using fiber-loop optical-microwave phase detectors
我们展示了一个远程微波/射频（RF）传输技术的基础上稳定的光纤链路使用光纤环路光微波相位检测器（FLOM-PD）。该方法通过使用FLOM-PD在从远程站点反射的光脉冲训练和本地微波/RF信号之间进行直接相位比较来补偿在光纤传输中引入的过量相位波动。这使得亚fs分辨率和长期稳定的链路稳定性成为可能，同时具有宽的定时检测范围和对光纤色散补偿的需求较少。在1000 s和82500 s平均时间下，由2.3 km光纤链路分隔的2.856 GHz RF振荡器之间的相对频率不稳定性分别为$7.6 \times 10^{-18}$和$6.5 \times 10^{-19}$。
2013-12-26 physics.ins-det physics.optics
Influence of Pre- and Post-compensation of Chromatic Dispersion on Equalization Enhanced Phase Noise in Coherent Multilevel Systems
在本文中，我们提出了一个比较研究，以指定的影响均衡增强相位噪声（EEPN）的前和后补偿的色散在高容量和高星座系统。据我们所知，这是在这一领域对预先补偿制度进行的第一次详细研究。我们的主要结果表明，本地振荡器的相位噪声决定的EEPN的影响，在补偿后的实现，而发射机激光器确定的EEPN在补偿前的实现。由于对于实际的较长距离系统的实现的重要性，要强调的是，在光域中使用色散均衡（例如，通过使用色散补偿光纤）完全消除了EEPN。因此，这似乎是未来在高星座运行的这种系统的一个很好的选择。
2016-07-19 cs.IT math.IT physics.optics
A Dual-Dip Heterogeneous LPFG Sensing System via Annealing under Bending with Temperature and Humidity Compensation
Fujian Medical University（福建医科大学）；King Abdullah University of Science and Technology（阿卜杜拉国王科技大学）；Hainan Vocational University of Science and Technology（海南科技职业大学）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Beijing University of Technology（北京工业大学）
本文提出一种双 dips 异质长周期光纤光栅传感平台，通过弯曲辅助退火实现各向异性折射率再分布和模式依赖耦合增强，克服温度交叉灵敏度，实现温度、弯曲和湿度的多参数传感。
2026-05-10 eess.SP physics.optics
Fiber radio frequency transfer using bidirectional frequency division multiplexing dissemination
我们报告了一种新的光纤射频（RF）传输方案与双向频分复用（FDM）传播技术的实现。这里，在前向和后向方向上使用适当的双向频率图，以抑制反向散射噪声并确保一个电信信道内的双向传送RF信号的对称性。我们实验证明了在120 km的光链路上传输0.9 GHz信号，相对频率稳定性在1 s时为2.2E-14，在20，000 s时为4.6E-17。在远程站点的相位噪声补偿的实施具有在分支光纤网络上执行RF传输的能力，所提出的技术是大规模科学实验所需要的。
2021-06-01 physics.ins-det physics.optics
BIFROST: A First-Principles Model of Polarization Mode Dispersion in Optical Fiber
Joint Quantum Institute, National Institute of Standards and Technology and University of Maryland（联合量子研究所，美国国家标准与技术研究院和马里兰大学）；Department of Physics, University of Maryland（马里兰大学物理系）；CCDC Army Research Laboratory（CCDC陆军研究实验室）；Quantum Technology Center, University of Maryland（马里兰大学量子技术中心）
BIFROST是首个基于物理原理的光纤偏振模色散模型，通过物理参数如环境温度和外部应力研究真实光纤，用于量子网络中偏振编码的波分复用PMD补偿方案预测。
2026-03-22 physics.optics quant-ph
Two-Way Optical Frequency Comparisons Over 100km Telecommunication Network Fibers
通过使用双向频率传输，我们展示了超高分辨率的光频率比较超过100公里的电信光纤链路同时操作的数字数据传输。我们首先提出并实验了一种使用单根光纤的双向方案。我们发现，在1 s积分时间的相对稳定性为7 10^18，并按比例缩小到5 10^21。当采用光纤噪声的主动补偿来实现光链路时，可以达到相同的性能水平。我们还实现了一个实时的双向频率比较在一个单向的电信网络使用一对平行的光纤。相对频率稳定度在积分时间为1s时为10^15，在积分时间为40000s时为210^17。在最佳情况下，频率比较的分数不确定度被评估为2 × 10^20。这些结果为在洲际光纤网络上进行精确和高分辨率的光学时钟频率比较开辟了道路。
2014-08-21 physics.optics quant-ph
Low-Loss All-Fiber Mode Permuter Design Exploiting Propagation Constant Engineering and Cascaded Bragg Gratings
针对D=12模式渐变折射率光纤链路，提出基于光纤布拉格光栅的阶跃折射率与自由形式优化两种全光纤模式置换器，显著降低C波段损耗及链路群时延扩展。
2025-05-10 physics.optics
Hybrid fiber links for accurate optical frequency comparisons
我们提出了第一个实验演示超过43公里长的城市光纤网络的本地双向光频率比较，这不需要任何同步的测量。它与另一条平行光纤上的常规有源噪声补偿相结合，从而实现非常可靠和鲁棒的频率传输。这种混合方案使我们能够调查的主要限制因素的本地双向比较。我们分析了本地和远程干涉仪对恢复信号相位噪声的贡献。通过利用该装置被单个激光器或两个独立的激光器注入的能力，我们测量了解调的激光不稳定性对长期不稳定性的贡献。我们表明，一个分数频率不稳定性水平的$1\times10^{-20}$在10 000秒，可以得到这个简单的设置后，43公里长的传播在城市地区。
2017-02-06 physics.optics quant-ph
In-line extraction of an ultra-stable frequency signal over an optical fiber link
我们演示了在线提取的超稳定的频率信号超过92公里的安装电信光纤的光链路，以下G。2010年的Grosche。我们表明，在提取端的残留频率噪声是明显低于在主链路输出时，提取是在输入端附近，预期从一个简单的模型的噪声补偿。我们得到的相对频率不稳定性，表示为重叠的艾伦偏差，在1秒的平均时间为8 × 10 -16和几个10-19在1天。这些结果是在国家的最先进的链路使用城市电信光纤。我们还提出了一种改进的方案，提供了一个超稳定的信号，更高的功率，以饲料的二级链路。在线提取为超稳定频率基准的广泛分布开辟了道路，实现了计量之外的广泛应用。
2014-02-06 physics.optics quant-ph
Broadband Polarization Compensation with Link Segment Reconstruction for Quantum Optical Links
Technical University of Munich（慕尼黑工业大学）；Munich Center for Quantum Science and Technology (MCQST)（慕尼黑量子科学与技术中心）
研究偏振编码量子通信中光链路偏振变换补偿问题，提出用四波片补偿器和八斯托克斯矢量协议，能在宽波长范围合成变换、重建矩阵，实验表明该方案可抑制误码率，支持灵活放置补偿器和选择波长信道等。
2026-07-21 physics.optics quant-ph
Physics-oriented learning of nonlinear Schrödinger equation: optical fiber loss and dispersion profile identification
在光纤通信中，非线性薛定谔方程（NLSE）的系统辨识（SI）长期以来主要用于光纤非线性补偿（NLC）。最近的一项调查将数字反向传播（DBP）等行为模型方法与神经网络（NN）等数据驱动方法相结合。这些工作旨在获得更多的NLC增益;然而，通过将我们的注意力引导到这样的SI过程中的学习参数，系统状态信息，即，光纤参数，将可能被提取。在这里，我们证明了基于NN的DBP中学习参数的基于模型的优化和可解释性，使传输线监测成为可能，完全提取实际的在线NLSE参数分布。具体而言，我们证明了纵向损耗和色散曲线沿多跨链路可以得到一次，直接从数据承载信号，而无需任何专用的模拟设备，如光时域反射仪。我们将该方法应用于长距离（~ 2，080 km）链路，并测试了各种链路条件，包括插入的额外损耗，不同的光纤输入功率和非均匀电平图。测量性能也被调查方面的测量范围，精度，和光纤发射功率。这些结果提供了一个路径简化和自动化的网络管理作为DBP的另一个应用。
2021-04-13 eess.SP physics.optics
Pure temporal dispersion for aberration free ultrafast time-stretch applications
光子时间拉伸克服了传统数字化仪的速度限制，并能够观察在短时间尺度上发生的非重复和统计上罕见的现象。在大多数时间拉伸应用中，非常需要大的时间色散以满足远场衍射机制。然而，大部分传统的空间色散器或啁啾光纤布拉格光栅都受到其空间体积的限制，超低损耗色散光纤作为大时间色散的理想介质，可以克服这一限制，但同时也会受到三阶色散和像差的影响。本文提出了一种基于相位共轭的三阶色散补偿方案，利用累积色散和消除三阶色散，实现了带宽超过30 nm的正负3400 ps ~ 2的纯时间色散。利用这种纯粹的时间色散，消除了高达2%的时间像差;此外，傅立叶域光谱学已经实现了创纪录的15000个光学有效可分辨点，在30 nm范围内具有非退化的2 pm分辨率
2019-03-14 physics.optics
All-passive multiple-place optical phase noise cancellation
本文报道了基于无源相位噪声抵消技术在总线型光纤网络中实现相干光频率的多点传输。与传统技术相反，该技术减轻了主光纤链路上和任意接入位置处的任何有源伺服控制器，在传统技术中，必须采用有源相位补偿电路来稳定主光纤链路。虽然当接入点靠近光纤链路末端时，该技术的残余光纤相位噪声功率谱密度（PSD）比传统多址技术的PSD高7倍，但它可以很大程度上抑制伺服凸起引入的相位噪声，提高响应速度和相位恢复时间，并且最小化具有许多站和连接的系统中的硬件开销，而不需要包括鉴相器和有源补偿器的有源伺服电路。所提出的技术可以大大简化未来的努力，使精确的光频率信号提供给许多用户，因为需要一些大规模的科学实验。
2021-02-11 physics.ins-det physics.optics
Non-Lagrangian approach for coupled complex Ginzburg-Landau systems with higher order-dispersion
已知在光纤激光器中演化特定距离之后，两个（输入）非对称类孤子脉冲出现为具有相同且恒定能量的两个（输出）对称脉冲。我们报告这样的色散管理光纤激光器的补偿技术，通过一个半解析的方法称为集体变量的方法（CVA），包括三阶色散（TOD）。采用四阶龙格-库塔法，对每个脉冲参数，数值计算了从非对称输入脉冲得到对称输出脉冲的最小光纤长度。研究了堆芯间线性耦合、初始参数的非对称性和TOD对脉冲参数演化和最小长度的影响。结果表明，强的芯间线性耦合和输入脉冲参数的非对称性导致了光纤激光器长度的减小。此外，TOD的作用倾向于增加脉冲的宽度以及它们的能量。此外，由于TOD的影响，光纤的最小长度上的混沌图案和分叉点也被概括地报道。
2019-12-23 nlin.PS physics.optics
All-optical link for direct comparison of distant optical clocks
我们研制了一个全光链路系统，用于远距离超稳定光钟的比较。采用基于光纤干涉仪的光载波传输系统对光纤传输过程中积累的相位噪声进行补偿。在90 km的链路中实现了$2\times10^{-15}$在1秒和$4\times10^{-18}$在1000秒的传输稳定性。此外，还引入了主动偏振控制系统，以保持透射光处于适当的偏振状态，从而实现了稳定可靠的比较。全光链路系统的不稳定性，包括没有相位噪声补偿的掺铒光纤放大器（EDFA）的不稳定性，在1秒时低于$2\times10^{-15}$，在1000秒时低于$7\times10^{-17}$。该系统可用于直接比较两个遥远的$^{87}$锶晶格时钟通过城市光纤链路的60公里。该技术对于测量光频标的重复性是必不可少的。
2011-08-13 physics.atom-ph physics.optics
Ultrahigh-speed optical coherence tomography based on a 100 MHz and 100 nm swept source
我们展示了一种基于100 MHz扫频光源（SS）的超高速光学相干层析成像（OCT）。采用全保偏9字形锁模光纤激光器作为种子激光器。在掺铒光纤放大器中进行非线性光谱扩展后，获得了平顶光谱，其1dB和10 dB带宽分别为73.7nm和106 nm。宽带飞秒脉冲在一段色散补偿光纤中被时间展宽为扫频信号，总色散为-84 ps/nm。扫描源的SS-OCT的轴向分辨率为21 μ m，6 dB灵敏度滚降长度为3 mm。通过使用具有高成像质量的SS-OCT获取以17，000 rpm共同旋转的编码盘和硬盘的断层图像。
2020-11-01 physics.ins-det physics.optics
Self-Adaptive Integrated Photonic Receiver for Turbulence Compensation in Free Space Optical Links
本文提出一种基于硅光子芯片的自适应集成光接收机，通过二维光学天线阵列和可编程马赫-曾德尔干涉仪网格实时补偿自由空间光链路中的大气湍流闪烁，实验验证了在10 Gbit/s速率和强湍流条件下的有效性。
2024-06-08 physics.app-ph physics.optics
A Silicon Photonic Neural Network for Chromatic Dispersion Compensation in 20 Gbps PAM4 Signal at 125 km and Its Scalability up to 100 Gbps
提出一种基于硅光8抽头复数感知机与光电探测非线性的前馈PNN，实验实现125 km、20 Gbps PAM4色散补偿，并仿真验证可扩展至100 Gbps。
2025-02-18 cs.ET physics.app-ph physics.optics
Cascaded optical fiber link using the Internet network for remote clocks comparison
我们报告了一个级联的光链路1100公里的超稳定的频率分布在互联网光纤网络。该链路由四个跨度组成，其中传播噪声得到主动补偿。五个全自动光电站确保了链路的稳定性和性能，其中两个位于链路端部，三个部署在现场并连接跨段。该装置利用低噪声激光二极管的外差光锁相相干再生光信号。利用稳定、低噪声的光纤干涉仪实现了激光锁定拍频信号的光学检测和链路噪声补偿。我们显示了噪声补偿的4跨级联链路连续运行3.5天，导致分数频率不稳定性在1秒测量时间为4x 10 -16，在2000秒为1x 10 -19。该级联链路扩展到1480公里，具有相同的性能。这项工作是朝着可持续的广域超稳定光学频率分配和比较网络迈出的重要一步，具有非常高的性能水平。
2015-09-22 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Broadband characterization of polarization mode dispersion for quantum communication channels
Technology Innovation Institute（技术创新研究所）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
提出一种表征携带宽带量子信号的偏振光纤信道的方法，利用带平均旋转矩阵奇异值分解得出最优输入态等，其奇异值提供信道特征，还给出不忠度带宽及应用示例。
2026-10-30 physics.optics quant-ph
