低噪音频率合成和太赫兹无线通信由紧的交钥匙凯尔驱动
Kunpeng Jia1, Yuancheng Cai2,3, Xinwei Yi4
1National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Electronic Science and Engineering, College of Engineering and Applied Sciences, School of Physics, Research Institute of Superconductor Electronics (RISE) & Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems with Extreme Performances of MOE, Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Manipulation, Ministry of Education, and Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University, Nanjing, China. jiakunpeng@nju.edu.cn.
我们开发了一个紧的,电驱动的克尔系统,用于微波合成高达384 GHz的频率. 该系统实现了接近量子有限的相位噪声,从而实现了先进的太赫兹无线通信.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 电气工程 电气工程
- 通信技术 通信技术 通信技术
背景情况:
- 高频微波和太赫兹 (THz) 技术对于下一代通信,传感和雷达至关重要.
- 传统的电子技术在这些高频率下面面临着基本的噪声限制.
- 光子微波生成,特别是基于Kerr-comb的源,提供高频操作,但受到相位噪声的限制.
研究的目的:
- 为了克服光子微波生成中的相位噪声限制.
- 为微波合成开发一个紧的,电驱动的克尔系统.
- 为了在高频率上实现接近量子限制的相位噪声性能.
主要方法:
- 使用高Q纤维的Fabry-Perot共振器.
- 在有限的功率下采用优化噪声建模.
- 开发了一种紧的,电驱动的凯尔系统.
主要成果:
- 经过证明的超低相位噪声微波合成高达384 GHz.
- 在10.1 GHz时达到 -133 dBc/Hz的相位噪声水平,在300 GHz时达到 -95 dBc/Hz (10 kHz偏移),接近量子极限.
- 在THz无线通信中启用了64次方格振幅调制 (64QAM),具有创纪录的240 Gbps数据速率,没有载波阶段估计.
结论:
- 开发的克尔系统克服了高频微波发电中的相位噪声限制.
- 这一突破是未来信息技术的关键组成部分,特别是THz无线通信.
- 该系统的性能可以实现高数据速率的无线通信,而无需复杂的载波阶段估计技术.
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