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光信號處理是下一代高速大容量光通信網的關鍵技術。傳統的光信號處理主要針對二進制調制格式。先進多級調制格式在一個碼元里包含多個比特信息，可以有效提高信息速率和通信容量。目前，先進多級調制格式已被廣泛應用于高速大容量光纖傳輸系統中，然而與之相匹配的光信號處理技術還少有研究。因而，探索和研究面向先進多級調制格式的高速光信號處理對于推動光通信快速全面發展具有重要意義。 光電國家實驗室光電子器件與集成功能實驗室王健副教授與美國南加州大學Alan E. Willner教授開展合作研究，提出并實驗實現了一種面向先進多級調制格式的高速光計算。利用高非線性光纖中超快簡并和非簡并四波混頻，同時采用100-Gbit/s正交相位調制（DQPSK）信號，實驗報道了50-Gbaud/s高速光計算，包括加法、雙向減法、負數、倍數等光計算功能。當比特誤碼率（BER）為1e-9時，測得高速光計算的功率代價小于4 dB。 
圖1：高速四進制光計算
圖2：50-Gbaud/s高速光計算星座圖 該項研究成果發表在Optics Letters（vol. 37, no. 7, pp. 1139-1141, 2012）上。相關研究得到了國家自然科學基金和教育部新世紀優秀人才計劃的資助。(武漢光電國家實驗室) |
