780纳米相干光通信系统：面向可见光及短波近红外波段的大容量自由空间光链路

《IEICE Transactions on Communications》：Coherent optical communication system at 780 nm for visible and short near-infrared high-capacity free-space optical link

　　

摘要：

自由空间光（FSO）通信在地面网络（NTN）应用中引起了广泛关注。虽然C波段FSO系统受益于较高的大气透过率和成熟的光学组件，但某些NTN链路（如水下通信和卫星通信）需要在可见光和短近红外（400–1000 nm）波段运行。然而，大多数可见光和短近红外FSO系统采用强度调制直接检测（IM-DD）方案，这从根本上限制了传输容量和接收灵敏度。为克服这些局限性，本文通过在780 nm波长下开发可调谐外腔激光器（ECL）和相干接收机，展示了780 nm波长下的相干通信。我们详细介绍了可调谐ECL的特征参数，包括其光-电流特性、光谱测量以及相干接收机的灵敏度分析。利用这些关键器件，我们成功解调了12通道波分复用（WDM）12.5-Gbaud双偏振（DP）16QAM信号。在多通道WDM配置下，我们实现了1.2 Tb/s的总毛数据速率和1 Tb/s的净数据速率，代表了目前可见光和短近红外波段所报道的最高容量。这一成果为NTN应用中的高容量可见光和短近红外FSO相干通信奠定了基础。