- 王涵;张文甲;姜越;何祖源;
针对微环调制器阵列因制造工艺差异导致各单元最佳调制电压不同、谐振波长锁定目标动态变化的问题，提出一种高速信号调制电压自适应的微环调制器波长锁定技术。通过分析高速调制电压对微环平均光功率-波长曲线的影响，建立单/双峰特征与电压的映射关系；基于STM32设计反馈控制系统，动态判定锁定目标（双峰取极小值，单峰取预标定参考点），并采用阶梯电压扫描优化算法实现快速收敛。仿真与实验表明：该技术可适配1～6 Vpp调制电压范围，在2 nm波长调谐区间内稳定锁定谐振波长，锁定时间63 ms，眼图张开度显著提升，适用于大规模阵列集成。
2025年04期 v.49;No.349 1-7页 [查看摘要][在线阅读][下载 635K] - 孙君妍;王宁;张博;陈宏刚;
为满足人工智能（AI）算力爆发对数据中心高速互连的迫切需求，提出一种800 Gb/s 2×FR4硅光模块技术方案。介绍了该光模块的组成单元，通过采用集成多路复用器（MUX）的硅光调制器芯片、氮化硅波导级联马赫-曾德尔干涉仪（MZI）复用结构和行波电极设计，实现8×100 Gb/s四电平脉冲幅度调制（PAM4）信号的高效调制与复用。测试结果表明：硅光芯片的3 dB带宽大于30 GHz，损耗约为-9～-12 dB，光模块的各项指标均达到了协议的规定，性能优异。
2025年04期 v.49;No.349 8-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 550K] - 刘晨;唐壹明;吴海勇;王如刚;陈勐勐;徐飞;
为了解决分布反馈（DFB）半导体激光器因温控电路不稳定而导致输出波长漂移的问题，设计了一种基于滑模控制的半导体激光器温度控制系统。该系统采用曲线拟合求出DFB半导体激光器内部热电冷却器的传递函数，并在Simulink中加入白噪声搭建温度仿真模型，比较比例-积分-微分（PID）控制、增量PID控制、滑模控制的可行性，最终在实验电路中对比不同算法下温度控制的波形。实验结果表明：通过优化设计滑模控制系统，能有效提高激光器系统的响应速度和稳态精度，经过长时间测试，连续120 min内的温度误差小于等于0.16%。
2025年04期 v.49;No.349 14-18页 [查看摘要][在线阅读][下载 369K] - 殷泽轩;
为提高光纤法布里-珀罗（F-P）腔声传感器的灵敏度，设计了一种球拍型悬臂梁光纤F-P腔声传感器。首先，基于COMSOL仿真软件对悬臂梁进行模态分析和尺寸优化；其次，采用激光加工技术制备了304不锈钢材质的球拍型悬臂梁光纤F-P腔声传感器，并通过显微测量验证了加工精度；最后，搭建声学测试系统，在20～3 000 Hz频率范围内对传感器的性能进行测试。实验结果表明：该传感器的谐振频率为1 750 Hz，在400～3 000 Hz范围内灵敏度均高于350 mV/Pa；在1 400 Hz工作频率下，0.01～0.17 Pa声压范围内的灵敏度达到3 619.57 mV/Pa，线性度为0.999 8，信噪比（SNR）为49.1 dB，最小可检测声压（MDP）为15.03μPa/Hz~(1/2)。
2025年04期 v.49;No.349 19-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 579K] - 石孟杰;陈泳屹;宋悦;秦莉;王立军;
为优化980 nm波段GaAs基半导体激光器的掺杂工艺并提升性能，研究了以固态Zn化合物薄膜为扩散源的Zn扩散技术，通过真空镀膜和等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术制备ZnO扩散源及SiO_2盖层，结合不同退火条件调控Zn在GaAs及InGaAs/GaAs/GaAs P异质结构中的扩散行为，利用多种测试方法分析其扩散规律及对器件性能的影响。实验结果表明：Zn的扩散深度随退火温度和时间增加而加深，杂质浓度达到约10~(20) cm~(-3)量级，纵向与横向扩散深度比为1∶1，且Zn杂质在多层异质结构中的扩散行为显著影响了激光器的光致发光特性和有源区的完整性。
2025年04期 v.49;No.349 25-29页 [查看摘要][在线阅读][下载 449K] - 韦香宁;童子劲;徐琰;潘雪梅;张超;农恒昌;于洋;张振荣;
为了实现对盐度、温度和压力的高精度测量，提出了一种基于虚拟游标效应增敏的马赫-曾德尔干涉仪（TMZI）光纤温盐深（CTD）传感器。通过优化光纤结构，该传感器克服了传统单模光纤和微纳光纤耦合器的机械易损问题。采用快速傅里叶变换（FFT）和逆傅里叶变换（IFFT）处理光谱数据，并结合虚拟游标效应，显著提升了测量灵敏度。实验结果表明：在0～5.85‰和5.85‰～19.55‰盐度范围内，灵敏度分别达到37.310 nm/‰和16.361 nm/‰；温度测量在30.86～41.95℃内的灵敏度为-27.667 nm/℃；压力传感在0～4.5 MPa内的灵敏度为51.087 nm/MPa。
2025年04期 v.49;No.349 30-38页 [查看摘要][在线阅读][下载 1375K] - 崔钰晗;陈毅强;王凡;黄继伟;薛正群;王凌华;
为了提升光纤到户（FTTH）系统的传输容量并解决传统单纤三向器在偏振依赖性和复用能力上的局限性，设计了一种支持多维复用集成的氮化硅（SiN）多模干涉单纤三向器。该器件采用布喇格光栅辅助的倾斜多模干涉耦合结构，通过优化输入/输出波导宽度、位置、倾斜角度及分段光栅参数，实现了三波长（1 310、1 490、1 550 nm）、双偏振态和三模式共18路信道的复用与解复用。仿真结果表明，各信道的插入损耗低于1.05 dB，串扰优于-12.5 dB，且具有优异的温度稳定性和工艺容差。其中，横电模（TE）和横磁模（TM）模式的温度漂移率分别低至17 pm/℃和27 pm/℃。
2025年04期 v.49;No.349 39-45页 [查看摘要][在线阅读][下载 1272K] - 李小鹏;熊太平;崔更申;吴明军;曾必诚;
为了满足高清晰度多媒体接口(HDMI ) 2.1协议对高速数据传输的需求并解决传统16b/18b编码器因运行差异（RD）依赖导致的延迟问题，提出了一种高速双通道并行16b/18b编码器设计方案。通过引入快速RD生成模块和双通道并行冗余架构，优化了编码流程，实现了真正的并行编码，并基于Xilinx Zynq UltraScale+MPSoC现场可编程门阵列（FPGA）平台进行实验验证。实验结果表明：在400 MHz时钟频率下，编码器数据传输速率达到14.4 Gb/s，且资源占用率低（Block RAM占比62.5%），功耗仅为2.636 W；该设计显著降低了编码延迟，并保持了稳定的线性时延特性。
2025年04期 v.49;No.349 46-52页 [查看摘要][在线阅读][下载 502K]
- 郝依琳;柯熙政;
为克服大气湍流对光波传输的影响并提升室内模拟精度，系统总结了基于空间光调制器（SLM）的大气湍流模拟理论与技术进展。首先，解析了液晶空间光调制器（LC-SLM）的相位调制原理；然后，结合Zernike多项式法、傅里叶变换谱反演法及次谐波补偿技术生成湍流相位屏，实现对湍流的高精度模拟。分析表明：SLM技术具有实时可调、调制精度高、适用于多波长环境等显著优势，能有效应用于光通信性能评估、自适应光学校正及成像质量优化与提升等领域。未来通过优化液晶器件性能、提升刷新频率及多物理场耦合技术，可进一步提升湍流模拟的真实度与实用性。
2025年04期 v.49;No.349 53-59页 [查看摘要][在线阅读][下载 260K] - 王星杰;李谦;樊磊;张磊;谭秋林;
为解决航空发动机转子部件在高速旋转工况下的非接触信号传输难题，设计了一种旋转环境下的无线激光通信系统。该系统采用垂直腔面发射激光器（VCSEL）与PIN光电二极管构建光通信链路，通过现场可编程门阵列（FPGA）主控模块协调MAX3656驱动芯片和MAX3760/MAX3762放大电路，实现电/光/电信号的高效转换与处理；结合自主开发的上位机软件，完成数据的实时解析与显示。实验结果表明：系统在20 cm传输距离下可实现100 Mb/s的稳定数据传输，功耗仅为3.45 W，且输入信号频率小于等于100 MHz时无波形失真，上位机数据解析零误码。
2025年04期 v.49;No.349 60-63页 [查看摘要][在线阅读][下载 317K] - 曹又升;李晓记;
针对海洋湍流环境下涡旋光束偏移测量精度下降的问题，提出一种基于Gerchberg-Saxton(GS)算法的涡旋光束偏移测量方法。通过GS算法从畸变光强中恢复涡旋光束的原始相位分布，结合预构建的湍流信道模板库进行互相关匹配计算，实现偏移量的高精度定位。仿真结果表明：该算法在无湍流或弱湍流条件下性能较传统算法差，但在强湍流条件下优于传统算法；且拉盖尔-高斯（LG）光束的模态值越大，测量时的均方误差也越大。
2025年04期 v.49;No.349 64-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 238K] - 何晓垒;王振;钱阳;苏瑞芝;邱成;
针对商业航天器舱段间在极端震动环境下的高可靠性通信需求，提出一种抗多自由度耦合振动的近距激光通信系统。通过采用复合光路补偿结构、大发散角光学系统和基于深度学习的自适应控制算法，有效解决了多自由度振动导致的光学元件形变和光路失稳等技术难题。实验结果表明：在旋转20°、200 mm通信距离和10 mm偏移的极端工况，系统仍能保持稳定通信性能，接收功率波动小于2 dBm；在200 mm通信距离且同时存在10 mm偏移和20°旋转的最恶劣条件下，接收功率稳定在-10.84 dBm以上。
2025年04期 v.49;No.349 68-71页 [查看摘要][在线阅读][下载 284K] - 于帅北;曹艳波;徐彩前;王芳;孙景旭;
为了提升自由空间卫星量子激光通信地面终端的跟踪精度并实现轻量化设计，设计了一种基于双探测器复合轴跟踪技术的轻量化量子激光通信跟踪系统。该系统采用T型铝合金跟踪架和碳化硅主镜结构，结合粗-精跟踪分级控制策略，通过压电陶瓷快反镜补偿残余误差，并引入智能调参比例积分微分（PID）控制算法优化参数。实验结果表明：系统在星地外场测试中，粗跟踪精度标准差为4 arcsec（方位轴）和6.3 arcsec（俯仰轴），精跟踪闭环后综合误差标准差降至1.4 arcsec（方位轴）和1.2 arcsec（俯仰轴），同时系统重量较传统设计减轻50%。
2025年04期 v.49;No.349 72-76页 [查看摘要][在线阅读][下载 389K] - 靳清清;岳京歌;孙宏森;蒲俊宇;刘凯;余先伦;
为了提升倾斜多输入单输出水下无线光通信（T-MISO-UWOC）系统的通信质量并降低误码率（BER），提出了一种球面T-MISO-UWOC(ST-MISO-UWOC)系统模型。通过理论分析与数值仿真，研究了ST-MISO-UWOC系统与传统T-MISO-UWOC系统在误码率、接收光功率和Q因子等关键性能指标上的差异。仿真结果表明：在信噪比为20 dB、传输距离为1.5 m、数据速率为12 Gb/s的条件下，ST-MISO-UWOC系统的误码率低至3.09×10~(-12)，较传统系统的8.08×10~(-7)降低了5个数量级；同时，ST-MISO-UWOC系统的最佳判决时刻稳定性显著提升，接收光功率更高，且在高速率和长距离传输中表现出更强的适应性。
2025年04期 v.49;No.349 77-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 374K] - 李宽;王振;唐鑫科;何晓垒;李博;吴愉华;苏瑞芝;
为了保障基于偏振光路的星载相干激光通信系统在极端空间热环境下的稳定运行，提出了一种基于偏振光路的星载相干激光通信热控设计方案。该方案采用被动与主动热控技术相结合的方式，通过NX/TMG软件仿真分析了典型轨道工况下的外热流分布，确定了多层隔热材料包覆和散热面优化的被动热控策略，并设计了分区温控的主动加热系统，采用比例-积分-微分（PID）算法实现±3℃的控温精度。热平衡试验结果表明，优化后的系统在22±3℃工况下，偏振圆度稳定大于等于95%，束散角控制在65±5μrad，显著提升了光学系统的热稳定性和通信可靠性。
2025年04期 v.49;No.349 82-86页 [查看摘要][在线阅读][下载 400K]