5/14/2025，光纖在線訊，光纖在線特約編輯，邵宇豐，王安蓉，張顏鷺，張旭，許占奪，向泓勁，匡富豪，賈嵐斯，隆茜，閔哲浩，崔夢琦，蘭佳，陳國干，卓智敏。

        2025年3月出版的PTL主要刊登了以下一些方向的文章，包括：信息重建、電光調(diào)制器、激光器、光電振蕩器、激光器、彎曲傳感器等，筆者將逐一評析。

1、信息重建
        常熟理工學院電氣與信息工程學院的Hualong Ye等研究人員設(shè)計了利用瑞利衰落通道模型的成像信息重建方法[1]，如圖1所示。該方法旨在解決現(xiàn)有圖像傳輸方法中重建精度低、可行性有限的問題。他們采用Hadamard 和PSK兩種調(diào)制技術(shù)，對64×64的圖像進行重建實驗，通過分析誤碼率（BER）參數(shù)驗證了Hadamard 調(diào)制的重建性能優(yōu)于2PSK調(diào)制；仿真實驗分析了Hadamard 調(diào)制在不同頻率和信噪比（SNR）情況下的結(jié)構(gòu)相似性（SSIM）和峰值信噪比（PSNR）指標。研究結(jié)果表明：隨著采樣頻率提升，BER值逐漸減小，SSIM值逐漸增大，PSNR值也呈現(xiàn)上升趨勢。綜上所述，該方案能有效降低信道噪聲的影響，提高數(shù)字圖像傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性，對推動未來數(shù)字圖像傳輸技術(shù)的發(fā)展和實際應(yīng)用具有參考價值。



2、電光調(diào)制器
        浙江大學光電科學與工程學院光學的Peiji Sun等研究人員設(shè)計了電極短路與表面導電層復合抑制方法，有效抑制了在溫變環(huán)境下鈮酸鋰（LiNbO3）電光調(diào)制器的偏置穩(wěn)定性受到的熱電效應(yīng)影響。他們建立了X型調(diào)制器通用熱釋電響應(yīng)的廣義模型[2]，模擬在熱變速率為2K/min，如圖2所示；并測試了兩種抑制方案：±Z極化平面和添加表面接地；前者有效平衡了±Z極化平面附近電位但對G-S電極-基底回路的電勢影響微弱；表面接地電極通過構(gòu)建電荷競爭路徑，使熱釋電荷沿電極快速遷移至接地極化面，實現(xiàn)了29.75%的熱釋電壓降衰減。研究結(jié)果表明：結(jié)合電極短路與表面導電層處理可顯著提升LiNbO3相敏器件的偏置穩(wěn)定性。綜上所述，該方案為高精度電光調(diào)制器設(shè)計提供了理論模型和實驗依據(jù)，對需要長期穩(wěn)定工作且溫度敏感的光子器件設(shè)計和應(yīng)用具有重要參考價值。



3、激光器
        美國圣母大學電氣工程系的Jideofor A. H. Odoeze等研究人員設(shè)計了基于InP材料的1.55微米高折射率對比脊形波導（HIC RWG）半導體激光器，并通過干法刻蝕與選擇性濕法刻蝕相結(jié)合實現(xiàn)了圓形對稱光束輸出[3]，如圖3所示。他們首先通過干法刻蝕形成基本波導結(jié)構(gòu)，并利用濕法刻蝕技術(shù)對干法刻蝕后的AlInGaAs波導側(cè)壁進行修復和優(yōu)化以降低其表面粗糙度和散射損耗，實現(xiàn)了單空間模高性能激光輸出；然后通過精確調(diào)控波導寬度獲得近乎完美的圓形光束；最后，研究員對未封裝的器件進行了96小時的加速老化測試，以驗證其可靠性。研究結(jié)果表明：該圓形光束遠場發(fā)散角在橫向和垂直方向上均達到30°左右，顯著提升了光纖耦合效率，避免了傳統(tǒng)激光器所需的復雜光束整形過程，且能穩(wěn)定實現(xiàn)單模輸出，達到了較高的內(nèi)部量子效率（68%）及良好的熱穩(wěn)定性。綜上所述，該方案簡化了傳統(tǒng)外延再生長工藝，通過獨特的波導設(shè)計實現(xiàn)了高性能激光輸出，為光通信的自由空間應(yīng)用提供了重要的技術(shù)支撐，未來有望在光通信、激光測距和集成光子學等領(lǐng)域體現(xiàn)重要價值。



4、光電振蕩器
        德國柏林非線性光學和短脈沖光譜研究所的Brian Sinquin等研究人員設(shè)計了應(yīng)用高精細度法布里-珀羅腔體（FP）和傾斜鎖定技術(shù)的光電振蕩器（OEO）[4]，如圖4所示。他們構(gòu)建了由1558nm外腔激光二極管、摻鉺光纖放大器（EDFA）和電光調(diào)制器（EOM）組成的實驗系統(tǒng)，將光源進行放大和調(diào)制；并將調(diào)制后的光束耦合到一個25mm長的空氣間隙FP腔體中；然后采用單通傾斜鎖定技術(shù)，利用偏振分束器收集從FP腔體反射的光束，再通過四象限光電探測器檢測TEM01模式的強度分布差異來生成誤差信號；最后該誤差信號經(jīng)過PID控制器處理后反饋調(diào)節(jié)激光器的驅(qū)動電流，實現(xiàn)對頻率的精確鎖定。研究結(jié)果表明：該方案在1 kHz偏移處相位噪聲達到-80 dBc/Hz，艾倫偏差為3×10???（1秒積分時間），性能與基于Pound-Drever-Hall鎖定系統(tǒng)相當，但避免了復雜高頻電子器件需求。綜上所述，該方案為研制更簡單、更緊湊的高性能OEO提供了新思路，有望將光電振蕩器技術(shù)的實際應(yīng)用發(fā)展推至新高度。



5、激光器
        中國科學院物理化學技術(shù)研究所的Ao-Nan Zhang等研究員設(shè)計了簡單且緊湊的高功率百皮秒（ps）脈沖串激光器，該器件具有良好的光束質(zhì)量[5]，如圖5所示。該激光器以激光二極管（LD）端泵浦的Nd:YVO4激光器為基礎(chǔ)構(gòu)建，并由電光（EO）Q開關(guān)微芯片激光器提供種子源。他們搭建了由皮秒（ps）種子源、電光（EO）Q開關(guān)的后續(xù)激光器以及電子控制系統(tǒng)構(gòu)成的百皮秒脈沖串激光系統(tǒng)，用于測量在不同脈沖重復率（PRR）下的最大平均功率和光束質(zhì)量因子。研究結(jié)果表明：在20kHz的PRR下，激光器的最大平均功率為9.85W，光束質(zhì)量因子為1.19；在50kHz的PRR下，最大平均功率達到10.03W，光束質(zhì)量因子為1.25。綜上所述，該激光器未來可能在科學和工業(yè)領(lǐng)域都具有一定的應(yīng)用潛力。



6、彎曲傳感器
        哈爾濱工程大學的Chunbo Su等研究員設(shè)計了由錐形耦合區(qū)誘導的靈敏度增強型長周期光纖光柵（LPFG）彎曲傳感器[6]，如圖6所示。該傳感器采用了單模無芯結(jié)構(gòu)，并通過電弧放電技術(shù)將多模光纖（MMF）加工成錐形以激發(fā)高階包層模式，顯著提升了彎曲靈敏度。研究人員采用光纖拼接技術(shù)，將周期性MMF和無芯光纖（NCF）拼接構(gòu)建出三周期光纖光柵。在此基礎(chǔ)上，他們通過調(diào)控電弧電流強度和放電時間，對MMF進行加工，使其腰部直徑縮減至66.53微米，微錐部分的長度控制到541.25微米。實驗測試中，他們通過控制千分尺對傳感器施加彎曲，并使用超連續(xù)光源和光譜分析儀記錄不同彎曲程度下的實時傳輸光譜響應(yīng)。研究結(jié)果表明：傳感器在兩個共振峰Dip-A（1323.4nm）和Dip-B（1548.8nm）處的彎曲靈敏度分別為42.31nm/m-1和45.93nm/m-1；溫度靈敏度分別為48.75pm/oC和42.67pm/oC。綜上所述，該方案為未來制備高靈敏度彎曲傳感器提供了一條新新思路。



[b]參考文獻：
[1]H. Ye and D. Guo, "Research on Information Reconstruction Mechanism of Ghost Imaging Based on Rayleigh Fading Channel," in IEEE Photonics Technology Letters, vol. 37, no. 5, pp. 309-312, 1 March1, 2025, doi: 10.1109/LPT.2024.3523915.
[2]P. Sun et al., "Study of Pyroelectric Suppression Method for LiNbO? E-O Modulator," in IEEE Photonics Technology Letters, vol. 37, no. 6, pp. 329-332, 15 March15, 2025, doi: 10.1109/LPT.2025.3540936.
[3]J. A. H. Odoeze and D. C. Hall, "AlInGaAs/InP 1.55-μm High-Index-Contrast Circular Beam Edge-Emitting Semiconductor Lasers," in IEEE Photonics Technology Letters, vol. 37, no. 6, pp. 361-364, 15 March15, 2025, doi: 10.1109/LPT.2025.3548409.
[4]B. Sinquin, M. Vallet, M. Romanelli and M. Alouini, "Optoelectronic Oscillator Combining a High-Finesse Cavity and Tilt-Locking Stabilization," in IEEE Photonics Technology Letters, vol. 37, no. 6, pp. 321-324, 15 March15, 2025, doi: 10.1109/LPT.2025.3544428.
[5]A. -N. Zhang, Z. -L. Li, K. Liu and X. -J. Wang, "High Power Burst-Mode Laser Seeded by an Electro-Optic Q-Switched Hundreds Picosecond Oscillator," in IEEE Photonics Technology Letters, vol. 37, no. 5, pp. 293-296, 1 March1, 2025, doi: 10.1109/LPT.2025.3541917.
[6]C. Su, Y. You, W. Yang, Y. Ma, C. Lu and T. Geng, "Sensitivity-Enhanced LPFG Bending Sensor Induced by Tapering Coupled Region," in IEEE Photonics Technology Letters, vol. 37, no. 6, pp. 365-368, 15 March15, 2025, doi: 10.1109/LPT.2024.3504821.