光纖在線特邀編輯：邵宇豐 陳烙 陳福平 申世魯
2016年4月出版的PTL主要刊登了以下一些方向的文章，包括：激光器和放大器、無源光子器件、光網(wǎng)絡(luò)及其子系統(tǒng)等，筆者將逐一評(píng)析。
1.激光器和放大器
    為了降低符號(hào)間干擾（ISI）的負(fù)面效應(yīng)和提升光信號(hào)的頻譜效率，研究人員已提出了使用高分辨率快速數(shù)模（D/A）變換模塊和支持?jǐn)?shù)字預(yù)矯正的復(fù)雜數(shù)字處理（DSP）模塊的方案，但是隨著數(shù)據(jù)傳輸速率不斷的增加，系統(tǒng)成本和功耗補(bǔ)償也急劇上升，而對(duì)于短距離傳輸，增加數(shù)據(jù)率的同時(shí)簡(jiǎn)化系統(tǒng)成本將是一個(gè)不可避免的問題。實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)奈奎斯特成形信號(hào)頻譜寬度減小到一半時(shí)，滾降系數(shù)值為零，因此在相同帶寬分配的情形下，可以利用光電器件來獲得較低帶寬和較高的數(shù)據(jù)傳輸速率。如何實(shí)現(xiàn)在以不犧牲頻譜效率為代價(jià)的前提下，實(shí)現(xiàn)沒有DSP構(gòu)成的發(fā)射機(jī)呢？有研究人員指出，可以在光域?qū)π盘?hào)頻譜進(jìn)行整形，但需要專用的外部組件，這樣反而會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜度。最近，來自德國柏林弗勞恩霍夫海因里希-赫茲研究所的研究人員提出了利用分段馬赫增德爾調(diào)制器（SEMZM）對(duì)頻譜進(jìn)行整形的有效方案，他們通過實(shí)驗(yàn)，將將40G波特雙載波偏振四進(jìn)制脈沖幅度信號(hào)（4PAM）在80公里標(biāo)準(zhǔn)單模光纖上成功地進(jìn)行了傳輸。如圖1所示，他們采用兩個(gè)外腔激光器產(chǎn)生間隔為50GHz的兩束光波，然后通過3dB耦合器后輸入調(diào)制器，同時(shí)采用兩路40G波特PAM-4信號(hào)驅(qū)動(dòng)SEMZM輸出光信號(hào)。信號(hào)傳輸前，利用臺(tái)式梳狀濾波器對(duì)兩路光載波解相關(guān)，與陣列波導(dǎo)光柵相比，使用梳狀濾波器能夠保證輸入的兩路波長信號(hào)的光譜分量不會(huì)被抑制，接收端采用極化分集相干接收技術(shù)來檢測(cè)接收的信號(hào)。數(shù)字處理過程包括前端糾錯(cuò)、輔助數(shù)據(jù)載波頻率恢復(fù)和信道估計(jì)等幾個(gè)步驟，信道估計(jì)又包括色散補(bǔ)償、維特比-維特比載波相位恢復(fù)以及錯(cuò)誤比特計(jì)算等步驟。為了進(jìn)一步研究載波間的串?dāng)_問題，研究人員分別測(cè)試對(duì)比了臨近子載波作為干擾源的情況下的誤碼率，其子載波間隔部分為50GHz，部分為零。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，該方案在發(fā)射端可以不需要任何數(shù)模轉(zhuǎn)換和數(shù)字信號(hào)處理過程；由于采用了頻譜整形技術(shù)，雙載波4PAM信號(hào)在傳輸過程中，間隔50GHz的相鄰載波沒有串?dāng)_的影響，誤碼率在光信噪比(OSNR)大于23dB時(shí)低于硬判決-前向糾錯(cuò)碼的極限值（HD-FEC）。
 
圖1  40G波特雙載波雙偏振PAM-4光信號(hào)測(cè)試的實(shí)驗(yàn)裝置圖
近幾年來，研究人員不斷地對(duì)垂直外腔激光器（VECSEL）進(jìn)行研究，該激光器的工作性能也得到顯著的提升（這些性能包括輸出光功率、相干性、波長可調(diào)諧性和鎖模性能等）。研究人員進(jìn)行的相關(guān)工作使得VECSEL的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，如光譜學(xué)、微波和太赫茲激光學(xué)、醫(yī)用光子學(xué)等領(lǐng)域。正如我們所知，在VECSEL中哪怕很小的增益也需要較高反射率的反射鏡，這就要求用到具有高對(duì)比度折射率的半導(dǎo)體材料來實(shí)現(xiàn)所需要的反射率。基于砷化鎵基板的VECSEL在功率和效率方面的良好性能已經(jīng)眾所周知，其發(fā)射波長介于900nm~1100nm之間，而在這個(gè)波長范圍之內(nèi)，要求鋁砷化鎵/砷化鋁的折射率>99.9%，對(duì)于更長的波長，就必須改變使用其它的材料了，例如基于磷化銦材料的設(shè)計(jì)要求發(fā)射波長在1.3um~1.6um之間，銻化鎵的材料的發(fā)射波長在2um~3um之間。雖然磷化銦材料可以獲得較高的光增益，但分布式布拉格反射鏡（DBR）的折射率在低對(duì)比度時(shí)，會(huì)降低導(dǎo)電性能，從而使功率受限。為了克服這種限制，有研究人員利用晶片縫合技術(shù)將鋁砷化鎵/砷化鋁DBR和磷化銦的量子阱活性區(qū)進(jìn)行熔合，但這個(gè)過程都必須經(jīng)過分離式增長和密集后處理的過程，使系統(tǒng)變的復(fù)雜。來自美國亞利桑那大學(xué)光學(xué)科學(xué)院的研究人員設(shè)計(jì)并制造了一種新的混合金屬半導(dǎo)體反射鏡的VECSEL,其中包括一個(gè)DBR和一個(gè)純金面的反光鏡，如圖2所示。研究人員采用圖案掩模的方法沉淀純金在芯片上，不僅降低了DBR的厚度，也減少了熱阻抗，同時(shí)金屬鏡還可補(bǔ)償折射率的衰減。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，光學(xué)效率達(dá)到19%時(shí)激光器輸出功率超過4W，并且可以保持較低的熱阻抗。

 圖2 VECSEL結(jié)構(gòu)布局及其表面的光電激發(fā)過程
2.無源光子器件
在傳輸速率超過100Gbps的數(shù)字相干光通信系統(tǒng)中，使用高階正交振幅調(diào)制（M-QAM）來進(jìn)一步提高頻譜效率（SE）并獲得更長傳輸距離的方案成為目前光傳輸系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。同時(shí)，降低系統(tǒng)功耗、集成化以壓縮光電子器件占用空間并降低系統(tǒng)整體成本日益成為通信設(shè)備商的追求目標(biāo)。但與典型的二進(jìn)制輸入信號(hào)不同的是，M-QAM要求多路信號(hào)輸入，從而也就增加了相干光收發(fā)系統(tǒng)的復(fù)雜度和成本。處理多路相干光傳輸?shù)谋姸喾椒ó?dāng)中，其中一種比較有吸引力的方法是，采用基于任意波形發(fā)生器（AWG）或者基于數(shù)模轉(zhuǎn)換（DAC）的方法來實(shí)現(xiàn)相干光信號(hào)傳輸?shù)姆桨�。這種方法是使用高速的DAC來產(chǎn)生多路電信號(hào)輸入，然后驅(qū)動(dòng)偏振-同向正交（DP-IQ）QAM調(diào)制器，形成多路相干光信號(hào)的輸出。一種典型的DP-IQ調(diào)制器是由4個(gè)MZM組成，每一個(gè)MZM分別對(duì)應(yīng)著兩個(gè)正交偏振中的I路和Ｑ路。不過，將電信號(hào)映射到光信號(hào)上必然引起信號(hào)的畸變，這是實(shí)施該技術(shù)的一個(gè)重要挑戰(zhàn)，而每一個(gè)MZM對(duì)正弦光域信號(hào)的響應(yīng)特性正是引起信號(hào)畸變的最主要來源。雖然MZM強(qiáng)度響應(yīng)的線性化問題已經(jīng)被人們研究了十幾年，但這并不是問題的根本，光域信號(hào)響應(yīng)的線性化問題才是該技術(shù)的癥結(jié)所在。信號(hào)的非線性響應(yīng)會(huì)導(dǎo)致光信號(hào)大幅度衰減，也降低了DAC的分辨率，以及大大提升了基于DAC多路傳輸系統(tǒng)的失真幅度。
為了解決這些問題，來自美國Nasfine光電子公司的研究人員提出了使用線性光域調(diào)制器（LOFM）的方案。這是一種用于基于數(shù)模轉(zhuǎn)換的多路相干光傳輸系統(tǒng)的方案，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功耗低、成本低的特點(diǎn)，同以往的LOFM相比較，它有4種明顯的優(yōu)勢(shì)：1，僅僅只用到一個(gè)MZM作為帶通調(diào)制器來使光域響應(yīng)成線性化；2，當(dāng)非對(duì)稱耦合的功率分流比r設(shè)置為0.113，在歸一化達(dá)到 0.8%的偏差值時(shí)，表現(xiàn)出完美的線性特性；3，它本身固有的補(bǔ)償功能可以降低參數(shù)r因制造工藝的誤差引起的信號(hào)失真；4，它可以將射頻功率減小到原來的一半。雖然這種方案可以很好地提升光域的線性性能，但也不可避免地增加了系統(tǒng)的復(fù)雜度。因?yàn)橛袃蓚�(gè)正交偏振光信號(hào)，DP-IQ QAM調(diào)制器中的MZM的數(shù)量會(huì)從原來的4個(gè)增加到8個(gè)，自然加倍了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的占用空間，而且它還需要額外的射頻電壓和電信號(hào)來驅(qū)動(dòng)和偏置附加的MZM，這些MZM使得整個(gè)射頻功耗大范圍的增加。此外，還可能需要用到多個(gè)射頻組件，如射頻信號(hào)分配器和反相器，從而無意之中加大了整個(gè)射頻信號(hào)的損耗，又不得不引入額外的射頻放大器，所有這些因素最終會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)的成本上升。

 圖3 傳統(tǒng)的LOFM方案以及線性輸出響應(yīng)圖（r=0.12）

圖4 提出的LOFM方案圖以及線性輸出響應(yīng)圖（r=0.113）

光纖無線通信技術(shù)（RoF）主要應(yīng)用于長距離傳輸應(yīng)用中，但也有人們嘗試將其運(yùn)用在短距離接入應(yīng)用的系統(tǒng)中，如飛機(jī)狀態(tài)確定系統(tǒng)、分布式天線系統(tǒng)（DAS）、相位陣列天線系統(tǒng)等。在上述系統(tǒng)中，都是將遠(yuǎn)程天線單元（RAU）與中心單元（CU）相連接。為了降低系統(tǒng)成本，RAU也盡可能的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。波長復(fù)用技術(shù)與雙向傳輸技術(shù)聯(lián)合使用可以減少額外的光源發(fā)生器和驅(qū)動(dòng)器的使用。為了有效地濾除下行信號(hào)的信息，光下行信號(hào)的消光比要相對(duì)地減小，頻率也要低于10 GHz。波長選擇光濾波器或者梳狀濾波器可以用來實(shí)現(xiàn)波長復(fù)用，但是，當(dāng)下行信號(hào)的頻率不是很高時(shí)，光載波的精確選擇會(huì)很困難，而且這種方法也增加了系統(tǒng)的成本。另一種實(shí)現(xiàn)波長復(fù)用的方法是，對(duì)下行鏈路中利用相位調(diào)制或偏振調(diào)制，對(duì)上行鏈路使用強(qiáng)度調(diào)制，但該方法使光載波仍然承載著下行數(shù)據(jù)，從而可能會(huì)使上行信號(hào)惡化。最近，來自南京航空航天大學(xué)雷達(dá)成像與微波光子技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員提出了一種成本低廉的全雙工RoF通信系統(tǒng)方案。如圖5所示，一束連續(xù)激光波被送入雙偏振馬赫增德爾調(diào)制器（DPol-MZM）(該調(diào)制器包含一個(gè)偏振光分束器、兩個(gè)馬赫增德爾調(diào)制器和一個(gè)偏振光合束器)中，光載波被均勻地分成正交偏振的兩路光波，其中一路經(jīng)下行信號(hào)調(diào)制，然后和未經(jīng)調(diào)制的光載波通過偏振光合束器進(jìn)行耦合，再被送到RAU中。研究人員還做了相關(guān)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，他們?cè)谙滦墟溌分胁捎?8GHz的射頻載波承載50M波特的16QAM數(shù)據(jù)，上行采用18GHz的射頻載波承載2Gb/s的偽隨機(jī)序列數(shù)據(jù)(PRBS)，然后通過光纖進(jìn)行雙向傳輸。最終的結(jié)果表明，對(duì)于下行鏈路，當(dāng)接收光功率為−4 dBm時(shí)，誤差向量幅度為2.2%，對(duì)于上行鏈路，在接收靈敏度大約為−24 dBm誤碼率達(dá)到了10e−9。

 圖5 全雙工RoF鏈路方案圖
3.光網(wǎng)絡(luò)及其子系統(tǒng)
最近幾年，微波光子信號(hào)的應(yīng)用引起了人們極大的興趣，如雷達(dá)系統(tǒng)、無線通信、醫(yī)學(xué)影像處理、無線電臺(tái)和現(xiàn)代儀器儀表等。在光子領(lǐng)域，微波光子因其本身固有的特性，像低損耗、高帶寬、抗電磁波干擾以及可調(diào)諧特性和可重配置能力，還有用于產(chǎn)生該信號(hào)的微波光子處理（MWP）技術(shù)不僅提升了系統(tǒng)的性能，也為光子領(lǐng)域帶來了新的特色。人們基于MWP已經(jīng)研究了不同的用于獲取各種的信號(hào)（從電子振蕩器到任意波形發(fā)生器）的方法，例如在不使用參考微波信號(hào)的情況下，使用光電振蕩器（OEO）來產(chǎn)生高帶寬純凈的微波信號(hào)，還有使用其它的包括MWP在內(nèi)的更具靈活的方法來產(chǎn)生信號(hào)（如超寬帶信號(hào)）。啁啾脈沖可以構(gòu)成一種很有特色的信號(hào)，這種信號(hào)的主要特點(diǎn)是，在大帶寬信號(hào)處理過程中，它的頻率會(huì)隨著脈沖持續(xù)時(shí)間變化而變化，也是經(jīng)常被應(yīng)用在雷達(dá)系統(tǒng)中，特別是脈沖壓縮雷達(dá)系統(tǒng)。從某種意義上講，使用啁啾脈沖可以提升雷達(dá)分辨率的瞬時(shí)頻率的非恒定特性，而且，可以通過波形輸出的能量來確定雷達(dá)覆蓋的范圍。利用光譜中的啁啾效應(yīng)，在光電探測(cè)器中通過光電轉(zhuǎn)換形成微波波形的方法在大多數(shù)資料中都可以查到，況且，相干光源的光譜整形和波長-時(shí)間的映射也都是比較常見的技術(shù)。實(shí)際中，有兩種常用的產(chǎn)生啁啾脈沖的方法，一種是使用濾波器（具有非均勻的自由頻譜范圍）將超短光脈沖的頻譜給濾出來，然后經(jīng)色散元件線性地映射到時(shí)域上來；另外一種是，使用濾波器（具有均勻自由頻譜范圍）以及緊隨其后的色散元件來產(chǎn)生啁啾脈沖，這種色散元件對(duì)非線性的波長-時(shí)間映射具有高階的色散特點(diǎn)。還有一些其它的利用相干光源來產(chǎn)生啁啾脈沖的方法，但形成的脈沖整形都不是很理想。以前基本上所有的技術(shù)都是基于相干光源來對(duì)輸出波形進(jìn)行整形，為了克服這些不足，非相干光信號(hào)為其提供了一個(gè)合適的方案。來自西班牙瓦倫西亞科技大學(xué)的研究人員，提出了基于不同的光子學(xué)技術(shù)來產(chǎn)生啁啾微波脈沖的方案，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了采用非均勻間隔的微波光子延遲線濾波器來產(chǎn)生微波的方法，如圖6所示�；�于類似于光學(xué)相干的技術(shù)，其瞬時(shí)頻率隨時(shí)間變化，采用高斯波形包絡(luò)并通過使用非線性色散元件對(duì)非相干光信號(hào)進(jìn)行處理來產(chǎn)生啁啾脈沖，如圖7所示為高斯包絡(luò)波形、信號(hào)頻譜以及瞬時(shí)頻率。關(guān)于脈沖壓縮雷達(dá)技術(shù)，要求控制脈沖包絡(luò)以提升傳輸信號(hào)的覆蓋范圍和系統(tǒng)的空間分辨率，因此，研究人員根據(jù)不同的情況（漸近線，雙曲線正切，光功率譜密度均衡）使用包絡(luò)控制信號(hào)波形的生成，同時(shí)，也實(shí)驗(yàn)性地就如何提升脈沖壓縮雷達(dá)系統(tǒng)中所有信號(hào)波形的分辨率和傳輸距離進(jìn)行了探究。方案中的超短波光脈沖是采用了一個(gè)馬赫曾德爾調(diào)制器（MZM）和兩個(gè)色散元件來產(chǎn)生，啁啾微波脈沖是使用光子微波技術(shù)，通過色散元件結(jié)合差分檢測(cè)的原理進(jìn)行非相干光處理來實(shí)現(xiàn)的，此外，該方法還可以解決光信號(hào)收發(fā)過程中的功率分配問題。

 圖6 使用非線性色散元件對(duì)非相干光信號(hào)進(jìn)行處理產(chǎn)生啁啾微波脈沖的系統(tǒng)圖

 圖7 高斯包絡(luò)波形、信號(hào)頻譜以及瞬時(shí)頻率圖

    相比較傳統(tǒng)的熒光燈，發(fā)光二極管（LED）有著更高的閃爍頻率，這使得用LED來直接調(diào)制數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸成為可能，即照明和通信可以同時(shí)進(jìn)行。對(duì)于室內(nèi)可見光通信（VLC）系統(tǒng)而已，陣列LED可以通過多輸入多輸出 (MIMO)技術(shù)來獲得較高的數(shù)據(jù)傳輸容量。來自香港中文大學(xué)信息工程部門的研究人員，已經(jīng)在預(yù)編碼多用戶VLC系統(tǒng)中利用傾斜接收器來提高了用戶終端的誤碼率性能，并對(duì)傾斜技術(shù)和連接塊技術(shù)進(jìn)行了比較。在相關(guān)研究人員已經(jīng)提出的MIMO VLC 系統(tǒng)中，因?yàn)槭褂玫氖枪潭ǖ恼{(diào)制格式，而且只在LED光源與光電檢測(cè)器之間進(jìn)行視距傳輸，所以系統(tǒng)性能難以提高。如果LED的帶寬限制特性和非線性因素沒有考慮在內(nèi)，會(huì)導(dǎo)致信道狀態(tài)信息（CSI）的錯(cuò)誤估計(jì)。圖8為研究人員提出的一種自適應(yīng)室內(nèi)MIMO-OFDM  VLC系統(tǒng)。系統(tǒng)性能會(huì)因相關(guān)特性受到限制，研究人員采用了有四個(gè)接收磁頭的接收模塊，根據(jù)CSI使數(shù)據(jù)源先進(jìn)行自適應(yīng)分配，經(jīng)埃爾米特對(duì)稱后，再通過反向快速傅里葉變換(IFFT)、并串變換、循環(huán)前綴插入后得到時(shí)域信號(hào)進(jìn)行傳輸。在接收端，使用導(dǎo)頻來對(duì)信道進(jìn)行估計(jì)。在經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換和低通濾波之前，信號(hào)會(huì)被歸一化到-0.5~+0.5之間，因?yàn)檫@一范圍是由任意信號(hào)發(fā)生器輸出的信號(hào)所限制。同時(shí)，研究人員也考慮到了LED的非線性效應(yīng)、帶寬限制和多重反射的作用，他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過使用有角度分集接收模塊的自適應(yīng)加載技術(shù)，系統(tǒng)的誤碼率得到明顯的提高。

 圖8  自適應(yīng)室內(nèi)MIMO-OFDM VLC系統(tǒng)方框圖
光子脈沖微波信號(hào)被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)系統(tǒng)、微波斷層攝影技術(shù)、寬帶無線接入網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)系統(tǒng)等領(lǐng)域。與電子脈沖微波信號(hào)相比，它具有更多的優(yōu)勢(shì)，如大帶寬、傳輸損耗低、功耗小、無電磁干擾。到目前為止，研究人員已經(jīng)提出了多種有關(guān)產(chǎn)生光子脈沖微波信號(hào)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)主要是基于激光技術(shù)而設(shè)計(jì)的。像高頻微波脈沖產(chǎn)生方案，是利用多個(gè)低頻微波脈沖進(jìn)行簡(jiǎn)單倍乘，然后在時(shí)域上通過截?cái)噙B續(xù)波來產(chǎn)生脈沖。高頻微波脈沖也可利用頻譜整形的方式，以頻率-時(shí)間映射方式形生，其中光譜整形器是比較關(guān)鍵的部分。光譜整形器一般是由光纖梳狀濾波器或空間光調(diào)制器構(gòu)成，而空間光調(diào)制器的傳輸響應(yīng)在時(shí)域上可以靈活重構(gòu)，所以很容易產(chǎn)生任意的波形，但該調(diào)制器會(huì)增加系統(tǒng)的體積以及結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。光纖梳狀濾波器具有穩(wěn)定性高、低功耗等特點(diǎn)，但它在制造完成后其頻率響應(yīng)是無法改變的。有研究人員提出了一種有效的產(chǎn)生高頻微波脈沖的方案，該方案使用非均衡光脈沖整形（TPS），包括兩個(gè)對(duì)立的色散器件，兩個(gè)器件的大小不同，且在它們中間還有一個(gè)電光調(diào)制器。該方案產(chǎn)生微波脈沖過程中會(huì)附帶產(chǎn)生部分基帶頻率，它會(huì)對(duì)窄帶頻率造成干擾；也有研究人員提出利用偏振脈沖整形來限制基帶部分的方法，這個(gè)方法雖然很奏效，但同時(shí)會(huì)使系統(tǒng)體積變得過于龐大。來自中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所集成光電子學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員，提出一種用于產(chǎn)生脈沖微波信號(hào)新的方法，如圖9所示，該方法是基于不均衡TPS和均衡光電檢測(cè)來實(shí)現(xiàn)的。研究人員用一段色散補(bǔ)償光纖和單模光纖作為色散器件，其節(jié)點(diǎn)上有偏振調(diào)制器（PolM）、偏振控制器和偏振束分離器等器件作為強(qiáng)度調(diào)制器，可以通過改變TPS的殘留色散來調(diào)節(jié)脈沖微波信號(hào)的頻率。

 圖9 產(chǎn)生脈沖微波信號(hào)的原理圖

    在無線通信系統(tǒng)里，如果接收天線和發(fā)射天線距離過近，接收機(jī)會(huì)直接從發(fā)射機(jī)接收部分傳輸信號(hào)。事實(shí)上，由于存在高功率的干擾信號(hào)，接收機(jī)接收到的信號(hào)不能直接利用，是因?yàn)楦蓴_信號(hào)和傳輸信號(hào)在同一工作頻帶內(nèi)，很難被濾除掉。為了消除接收信號(hào)里的干擾信號(hào)，有研究人員提出利用電子干擾消除的方法，但這些方法總是存在帶寬過窄、高損耗、時(shí)間延遲精確低等問題，為了克服這些問題，光干涉消除方法又被提出來。光干涉消除方法是基于非相干差分方法實(shí)現(xiàn)的，例如利用馬赫增德爾調(diào)制器、電吸附調(diào)制器或雙臂偏振調(diào)制器將受干擾的信號(hào)和已知的干擾信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閮陕饭庑盘?hào)，然后利用光可調(diào)諧延遲線（OTDL）調(diào)制器和光可調(diào)諧衰減器(OVA)來實(shí)現(xiàn)信號(hào)延遲和振幅微調(diào)，兩個(gè)光信號(hào)耦合成一路并由光電檢測(cè)器直接檢測(cè)，可以精確地將干擾信號(hào)分辨出來。不過，在上述的方法中，并沒有考慮干擾信號(hào)可能是由周圍環(huán)境導(dǎo)致原信號(hào)反射、散亂、衍射引起的，接收機(jī)也因此會(huì)接收到多個(gè)干擾信號(hào)副本。為了解決多徑干涉問題，一個(gè)直接有效的方法就是產(chǎn)生具有相同延遲和衰減的多個(gè)干涉副本，然后再利用反相位消除法進(jìn)行濾除。過去，有研究人員提出采用OTDLs和OVAs陣列的方案，其中OTDL和OVA對(duì)不同路徑上受干擾信號(hào)的振幅和延遲實(shí)行微調(diào)，同時(shí)為避免嚴(yán)重的拍平噪聲，就需要把單模到多模組合器也插入進(jìn)去，但上述過程實(shí)現(xiàn)起來很困難，且這些方案沒有考慮因色散引起的射頻功率衰減問題。來自中國南京航天航空大學(xué)雷達(dá)成像和微波光子學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員，提出了一種新的光學(xué)模擬多徑干涉消除方案，該方案包括一個(gè)可調(diào)諧激光器陣列（TLs）、兩個(gè)偏振調(diào)制器、兩個(gè)偏振器、一個(gè)色散補(bǔ)償結(jié)構(gòu)和一個(gè)光電探測(cè)器，如圖10所示。因?yàn)榇嬖谏�散補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)TLs的波長和光功率可分別實(shí)現(xiàn)信號(hào)的延遲和功率衰減。此外，在系統(tǒng)因色散引起的射頻功率衰減可以通過偏振調(diào)制器和偏光鏡進(jìn)行彌補(bǔ)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明：該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)超過44dB消除深度影響的寬帶信號(hào)傳輸。

 圖10  光信號(hào)多徑干涉效應(yīng)消除系統(tǒng)框圖