近日,“十二五”863计划信息技术领域“超高速长距离光传输系统关键技术与测试方法研究”课题通过技术验收。该课题由北京邮电大学承担,中兴通讯股份有限公司、北京理工大学和武汉虹拓新技术有限公司参与。

课题组自主研发一套支持多种信号速率、调制格式和子载波灵活配置的光传输系统。该系统支持PM-QPSK、PM-16QAM和PM-64QAM等光调制格式,通道速率可达到Tbit/s以上。课题组成功研制出宽带光信号分析仪新产品,其性能和指标均超过国外进口同类产品,填补了国内空白。

课题组开发了飞秒光纤激光器,采用腔外时分复用技术实现激光器重复频率达到GHz的飞秒光脉冲,该产品具有完全自主知识产权,是国内第一款商用的GHz重复频率的飞秒激光器。课题提出了基于宽带光Sagnac 非对称频移相干的全新测量理论与方法,并实验验证了该方法的可行性,突破了国外在该领域的技术垄断。

本课题攻克了T比特级光纤传输系统的关键技术和测试难题,对增强我国通信设备制造企业的技术研究能力和产品核心竞争力都具有极其重要的意义,为我国在超高速长距离光纤传输领域的发展奠定了基础。

光纤激光器

光纤激光器（Fiber Laser）是指用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，光纤激光器可在光纤放大器的基础上开发出来：在泵浦光的作用下光纤内极易形成高功率密度，造成激光工作物质的激光能级“粒子数反转”，当适当加入正反馈回路（构成谐振腔）便可形成激光振荡输出。

类型

按照光纤材料的种类，光纤激光器可分为：

1、晶体光纤激光器。工作物质是激光晶体光纤，主要有红宝石单晶光纤激光器和nd3+：YAG单晶光纤激光器等。

2、非线性光学型光纤激光器。主要有受激喇曼散射光纤激光器和受激布里渊散射光纤激光器。

3、稀土类掺杂光纤激光器。光纤的基质材料是玻璃，向光纤中掺杂稀土类元素离子使之激活，而制成光纤激光器。

4、塑料光纤激光器。向塑料光纤芯部或包层内掺入激光染料而制成光纤激光器。

按增益介质分类为：

a)晶体光纤激光器。工作物质是激光晶体光纤，主要有红宝石单晶光纤激光器和Nd3+:YAG单晶光纤激光器等。

b)非线性光学型光纤激光器。主要有受激喇曼散射光纤激光器和受激布里渊散射光纤激光器。

c)稀土类掺杂光纤激光器。向光纤中掺杂稀土类元素离子使之激活，(Nd3+、Er3+、Yb3+、Tm3+等，基质可以是石英玻璃、氟化锆玻璃、单晶)而制成光纤激光器。

d)塑料光纤激光器。向塑料光纤芯部或包层内掺入激光染料而制成光纤激光器。

(2)按谐振腔结构分类为F-P腔、环形腔、环路反射器光纤谐振腔以及“8”字形腔、DBR光纤激光器、DFB光纤激光器等。

(3)按光纤结构分类为单包层光纤激光器、双包层光纤激光器、光子晶体光纤激光器、特种光纤激光器。

(4)按输出激光特性分类为连续光纤激光器和脉冲光纤激光器，其中脉冲光纤激光器根据其脉冲形成原理又可分为调Q光纤激光器(脉冲宽度为ns量级)和锁模光纤激光器(脉冲宽度为ps或fs量级)。

(5)根据激光输出波长数目可分为单波长光纤激光器和多波长光纤激光器。

(6)根据激光输出波长的可调谐特性分为可调谐单波长激光器，可调谐多波长激光器。

(7)按激光输出波长的波段分类为S-波段(1460~1530 nm)、C-波段(1530~1565 nm)、L-波段(1565~1610 nm)。

(8)按照是否锁模，可以分为：连续光激光器和锁模激光器。通常的多波长激光器属于连续光激光器。

按照锁模器件而言，可以分为被动锁模激光器和主动锁模激光器。

其中被动锁模激光器又有:

等效/假饱和吸收体：非线性旋转锁模激光器(8字型，NOLM和NPR)

真饱和吸收体： SESAM或者纳米材料(碳纳米管，石墨烯，拓扑绝缘体等)。

优势

光纤激光器作为第三代激光技术的代表，具有以下优势：

（1）玻璃光纤制造成本低、技术成熟及其光纤的可饶性所带来的小型化、集约化优势；

（2）玻璃光纤对入射泵浦光不需要像晶体那样的严格的相位匹配，这是由于玻璃基质Stark 分裂引起的非均匀展宽造成吸收带较宽的缘故；

（3）玻璃材料具有极低的体积面积比，散热快、损耗低，所以转换效率较高，激光阈值低；

（4）输出激光波长多：这是因为稀土离子能级非常丰富及其稀土离子种类之多；

（5）可调谐性：由于稀土离子能级宽和玻璃光纤的荧光谱较宽。

（6）由于光纤激光器的谐振腔内无光学镜片，具有免调节、免维护、高稳定性的优点，这是传统激光器无法比拟的。

（7）光纤导出，使得激光器能轻易胜任各种多维任意空间加工应用，使机械系统的设计变得非常简单。

（8）胜任恶劣的工作环境，对灰尘、震荡、冲击、湿度、温度具有很高的容忍度。

（9）不需热电制冷和水冷，只需简单的风冷。

（10）高的电光效率：综合电光效率高达20%以上，大幅度节约工作时的耗电，节约运行成本。

（11）高功率,商用化的光纤激光器是六千瓦。

劣势

由于光纤纤芯很小。相比于固体激光器，其单脉冲能量很小。

技术

高功率的光纤激光器及其包层泵浦技术

双包层光纤的出现无疑是光纤领域的一大突破，它使得高功率的光纤激光器和高功率的光放大器的制作成为现实。自1988年E Snitzer首次描述包层泵浦光纤激光器以来，包层泵浦技术已被广泛地应用到光纤激光器和光纤放大器等领域，成为制作高功率光纤激光器首选途径。

包层泵浦技术，由四个层次组成:①光纤芯;②内包层;③外包层;④保护层。将泵光耦合到内包层（内包层一般采用异形结构，有椭圆形、方形、梅花形、D形及其六边形等等）,光在内包层和外包层（一般设计为圆形） 之间来回反射,多次穿过单模纤芯被其吸收。这种结构的光纤不要求泵光是单模激光,而且可对光纤的全长度泵浦,因此可选用大功率的多模激光二极管阵列作泵源,将约70%以上的泵浦能量间接地耦合到纤芯内,大大提高了泵浦效率。

包层泵浦技术特性决定了该类激光器有以下几方面的突出性能。

1、高功率

一个多模泵浦二极管模块组可辐射出100瓦的光功率，多个多模泵浦二极管并行设置，即可允许设计出很高功率输出的光纤激光器。

2、无需热电冷却器

这种大功率的宽面多模二极管可在很高的温度下工作，只须简单的风冷，成本低。

3、很宽的泵浦波长范围

高功率的光纤激光器内的活性包层光纤掺杂了铒/镱稀土元素，有一个宽且又平坦的光波吸收区(930-970nm),因此，泵浦二极管不需任何类型的波长稳定装置

4、效率高

泵浦光多次横穿过单模光纤纤芯，因此其利用率高。

5、高可靠性

多模泵浦二极管比起单模泵浦二极管来其稳定性要高出很多。其几何上的宽面就使得激光器的断面上的光功率密度很低且通过活性面的电流密度亦很低。这样一来，泵浦二极管其可靠运转寿命超过100万小时。

实现包层泵浦光纤激光器的技术概括起来可分为线形腔单端泵浦、线形腔双端泵浦、全光纤环形腔双包层光纤激光器三大类，不同特色的双包层光纤激光器可由该三种基本类型拓展得到。

OFC－2002的一篇文献采用的结构，实现了输出功率为3.8W、阈值为1.7W，倾斜效率高达85%的新型包层泵浦光纤激光器[1]。在产品技术方面，美国IPG公司异军突起，已开发出700W的掺镱双包层光纤激光器，并宣称将推出2000W的光纤激光器。

应用

7.1 标刻应用

脉冲光纤激光器以其优良的光束质量，可靠性，最长的免维护时间，最高的整体电光转换效率，脉冲重复频率，最小的体积，无须水冷的最简单、最灵活的使用方式，最低的运行费用使其成为在高速、高精度激光标刻方面的唯一选择。

一套光纤激光打标系统可以由一个或两个功率为25W的光纤激光器，一个或两个用来导光到工件上的扫描头以及一台控制扫描头的工业电脑组成。这种设计比用一个50W激光器分束到两个扫描头上的方式高出达4倍以上的效率。该系统最大打标范围是175mm*295mm，光斑大小是35um，在全标刻范围内绝对定位精度是+/-100um。100um工作距离时的聚焦光斑可小到15um。

7.2 材料处理的应用

光纤激光器的材料处理是基于材料吸收激光能量的部位被加热的热处理过程。1um左右波长的激光光能很容易被金属、塑料及陶瓷材料吸收。

7.3 材料弯曲的应用

光纤激光成型或折曲是一种用于改变金属板或硬陶瓷曲率的技术。集中加热和快速自冷切导致在激光加热区域的可塑性变形，永久性改变目标工件的曲率。研究发现用激光处理的微弯曲远比其他方式具有更高的精密度，同时，这在微电子制造是一个很理想的方法。

7.4 激光切割的应用

随着光纤激光器的功率不断攀升，光纤激光器在工业切割方面得以被规模化应用。比如：用快速斩波的连续光纤激光器微切割不锈钢动脉管。由于它的高光束质量，光纤激光器可以获得非常小的聚焦直径和由此带来的小切缝宽度正在刷新医疗器件工业的标准。

由于其波段涵盖了1.3μm和1.5μm两个主要通信窗口，因此光纤激光器在光通信领域拥有不可替代的地位，大功率双包层光纤激光器的研制成功使其在激光加工领域的市场需求也呈迅速扩展的趋势。光纤激光器在激光加工领域的范围和所需性能具体如下：软焊和烧结：50－500W；聚合物和复合材料切割：200W－1kW；去激活：300W－1kW；快速印刷和打印：20W－1kW；金属淬火和涂敷：2－20kW；玻璃和硅切割：500 W－2kW。此外，随着紫外光纤光栅写入和包层泵浦技术的发展，输出波段在紫光、蓝光、绿光、红光及近红外光的波长上转换光纤激光器已可以作为实用的全固化光源而广泛应用于数据存储，彩色显示，医学荧光诊断。远红外波长输出的光纤激光器由于其结构灵巧紧凑，能量和波长可调谐等优点，也在激光医疗和生物工程等领域得到应用。

中兴通讯

中兴通讯股份有限公司（英语：ZTE Corporation，全称：Zhongxing Telecommunication Equipment Corporation），简称中兴通讯（ZTE）。全球领先的综合通信解决方案提供商，中国最大的通信设备上市公司。包括：2G/3G/4G/5G无线基站与核心网、IMS、固网接入与承载、光网络、芯片、高端路由器、智能交换机、政企网、大数据、云计算、数据中心、手机及家庭终端、智慧城市、ICT业务，以及航空、铁路与城市轨道交通信号传输设备。

中兴通讯为全球180多个国家和地区的顶级运营商（如中国移动ChinaMobile、美国沃达丰Vodafone、德国电信Telekom、西班牙电信Telefónica等）提供创新技术与产品解决方案，通过全系列的无线、有线、业务、终端产品和专业通信服务，满足全球不同运营商的差异化需求。

中兴通讯在香港和深圳两地上市。深交所：000063、港交所：0763。

2015年，中兴通讯营业收入超过1000亿

2016年8月25日，中兴通讯发布2016年半年财报，在集团整体营业收入、经营活动现金净流、净利润等方面均表现亮眼。当天，中兴通讯还发布了一份“M-ICT 2.0战略白皮书”，与本期财报相比，这份白皮书似乎更值得关注，因为它将在战略层面决定中兴通讯未来数年甚至更长时间的发展走势。2016年8月，中兴通讯在"2016中国企业500强"中排名第150位。

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