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盘点:2013年光通信领域科学前沿技术

2013-12-11 09:17来源:OFweek光通讯网关键词:光通信光纤传输光互联收藏点赞

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美科学家突破光通信中的标准量子极限

由于固有噪声的存在,人们很难或者完全不可能从微弱信号(例如,光网络中的微弱信号)中提取有意义的信息。现在,美国联合量子研究所(JQI)的科学家们发明了一种新方法,可将量子系统的误码率降低到标准量子极限以下,从而实现更高效的通信。

JQI博士后研究员Francisco Elohim Becerra指出,一台理想的、效率为100%的接收器可以识别那些低于标准量子极限(一个特定的最低限度的误差率)的非正交相干态。通过在光的多个相位中对数据进行编码,科学家们能够将更多的信息编码成一个信号,但是,态或者相位的数目越多,接收器越难于识别,特别是对低强度信号而言。

为了“突破”标准量子极限,JQI研究小组设计了一个自适应反馈系统,对输入信号的相位进行多次测量。

实验装置包含:波长为633 nm的脉冲He-Ne激光器,用于提供输入信号;波长为780 nm的连续激光器,用于提供参考信号;配有分束器的马赫曾特干涉仪;单模光纤;单光子探测器以及现场可编程门阵列。实验中,研究人员测量了正交移相键控的格式中区分4个态时出现的实验误码率。对于理想接收器而言,误码率为6 dB,低于标准量子极限;而对于效率为72%的实际探测器来说,误码率为13 dB,同样也低于量子极限。

Becerra说,该技术在应用于通信网络之前,还有很多工作需要去做。他和同事们将研究如何在4个以上的态中实现该技术,以及如何实现该技术与其他数据运载方案(如,正交幅度调制的整合。

提高”时间斗篷“数据隐形时长 让光纤通讯更安全

美国研究人员表示,他们已经研制出一种制造光纤通讯中的”时间斗篷“的方法,其可以防止偷听,因此有望改进光纤通讯的安全性,也可用于军事、国土安全或者执法等领域。

早在2012年就有其他科学家发明了这种”时间斗篷“,但其隐藏的时间仅为光纤通讯中用于发送数据的时间的千万分之一。现在,普渡大学的研究人员将其提高到千万分之四十六,使其有望用于商业领域。另外,在以前的”时间斗篷“研究中,科学家们需要用到复杂的、能超快速发射脉冲的”飞秒“激光器,但最新研究只需要用到商业光纤通讯中常用的调相器。

在最新研究中,研究人员通过操控光脉冲的相位实现了”时间斗篷“。他们解释道,如果一种正在上升的光波与其他正在下降的光波相遇,它们会相互抵消,使得光强为零。光波的相位决定了这些波之间的干涉程度。

投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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