光通信研究方向范文第1篇

关键词 多学科 跨大学科平台 研究生培养

中图分类号：G643.0 文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2016）03-0001-02

在我国研究生规模化教育的背景下，提高研究生教育质量，培养高层次创新人才是深化研究生教育改革的核心问题。当今，不同学科的交叉融合成为优势学科的发展点、新兴学科的生长点、重大创新的突破点，同时也是人才培养的制高点。构建跨大学科的科研平台，探索跨学科研究生培养新模式成为解决高层次创新型人才培养核心问题的重要途径。

1.跨大学科的科研平台构建的必要性

随着研究生招生规模持续增长和研究生培养的多样化发展，跨学科、跨专业研究生的培养质量和创新能力成为高校关注的重要问题，而科研平台是支撑学科建设、布局研究领域、整合科技资源、聚集科研人才、争取重大项目、培育重大成果、促进合作交流的基础，也是高层次人才培养的关键，科研平台水平是高校教学、科学研究、人才培养、学科建设和管理水平的重要标志。围绕着创新能力提升、高层次人才培养的核心任务，进行科研平台的整体谋划和布局调整，以跨学科大平台的概念进行平台构建成为必要。重庆邮电大学适时进行了科研大平台的谋篇布局和规划发展，其中光电科研大平台是跨学科大平台中的典型实例。

2.工理结合的光电科研大平台

光电科研大平台包括中央与地方共建光电器件及系统科研和能力提升平台、微电子工程重点实验室、中地共建光信息材料实验室、中地共建射频技术平台，其整体统一在光电信息感测与传输技术重庆市科委重点实验室下，是整合光电工程学院、数理学院等多个学院的科研能力，共同构成的覆盖光电产业链上中下游的光电科研大平台，平台示意图如图1所示。平台支撑电子科学技术、光学工程、理论物理、生物医学工程等多学科的发展，并对信息与通信工程、控制科学与工程等学科的形成有力辐射。大平台学科涉及面广，学科交叉明显，为跨学科的应用型、复合型、创新型高层次人才提供了支撑。

3.光电科研大平台的研究生培养方向与内容

本跨学科科研平台主要在光电感测材料、光电感测器件与技术、光电信息传输体制与系统三个方向进行研究和高层次人才培养。三个方向彼此关系密切，有机结合，支撑了电子科学技术、光学工程、理论物理、生物医学工程等多学科的发展和高层次人才培养。

①光电信息材料的理论与技术

光电信息理论与技术体系的形成是光电感测技术应用的重要支撑，是发展新兴战略性产业的物质基础和技术关键。关于光电信息材料的理论与技术的研究近年来在国际国内都十分活跃。本研究方向以信息技术领域的新型功能材料为主要研究对象，以材料的计算机模拟、设计和仿真为主要研究方法，为新型光电信息材料，特别是新型光电传感材料的研发和改进提供理论指导，并在光电功能转化、光纤放大器、生物荧光探针等技术方面进行探索。本方向的研究能够有力支持理论物理专业、电子科学与技术中物理电子学专业的研究生培养。

②光电感测技术与器件

本方向主要对光电感测机理与技术、光电感测器件的设计与工艺技术进行研发。在光电感测机理方面，在光电信息材料理论与技术研究的基础上，针对位移、振动、角速率、光谱、光热、气体痕量分析、生命体征信息等感测对象，对其感测机理进行探索，对惯性传感、光纤传感、温度传感、光敏传感、气敏传感以及MEMS传感等单元感测技术进行探讨，对感知器件及系统的设计提出新的方案。在光电感测器件的设计与工艺技术方面，根据光电器件的基础理论及关键工艺技术，结合感测信息对象的需求，开展MOEMS传感器、角速率传感器、振动传感器、温度传感器、气敏传感器等器件及系统的设计与加工工艺技术研究，以此为基础，研究感测片上微系统、光电混合微系统集成等工艺，为光电信息的传输与系统设计提供依托。本方向是电子科学与技术、光学工程研究生培养的重要方面。

③光电信息传输体制与系统

光电信息传输的目的是将光电器件感知检测到的信息传送至上层应用，是感知层与应用层之间的连接纽带，负责总体数据传输和数据控制，提供传输连接服务和数据传输服务。在研究方向一光电材料理论探索和研究方向二光电感测器件设计的支撑下，结合国内外的技术发展和技术趋势，本研究方向重点面向智慧医疗应用，主要攻克体征信号处理、信息传输体制与标准、微系统结构与应用集成等方面的技术难题，形成智慧医疗与健康信息服务领域完整的自主知识产权，形成基于光电感测与传输的共性技术体系，为光电技术的工程化应用提供支撑。本方向是电子科学与技术、生物医学工程、通信与信息工程研究生培养重要依托。

4.基于跨学科科研大平台的研究生培养导师团队建设

学校在研究生培养过程中长期坚持导师团队的管理方式。基于跨学科科研大平台的研究生培养首先必须构建具备多学科学术背景、学术经历和研究领域的教学科研团队。在光电大平台基础上，所涉学院密切合作，形成了一支高素质的学缘结构、学历结构、学科结构合理的导师团队。团队拥有研究生导师30余名，重庆市学术技术带头人1名，重庆市巴渝学者1名，拥有智慧医疗系统与核心技术重庆高校创新团队，同时集成电路设计团队获得中国侨界创新团队贡献奖。团队具有指导电子科学与技术、光学工程、理论物理、生物信息工程、信息与通信工程等多学科研究生的多年经验，为跨学科研究生师生团队培养模式的具体实施提供了人才保障。

5.人才培养成效

近5年来，本平台在其他高校挂靠招收博士研究生3人，授予博士学位人数2人。累计招收硕士研究生已达到600余人，授予硕士学位人数超过400人，有20余名硕士生获得重庆市优秀硕士学位论文。在“挑战杯”等科技竞赛中上百人次获奖。同时，注重研究生创新实践能力的培养和提高，健全了研究生培养保障体系和质量监控制度，保障了人才培养的质量。

参考文献：

光通信研究方向范文第2篇

摘要：自由空间光通信（Free-SpaceOpticalColumniation，简称FSO）是一种通过激光在大气信道中实现点对点、点对多点或多点对多点间语音、数据、图像信息的双向通信技术，介绍了自由空间光通信的国内外研究现状，分析了应用现状和未来发展趋势。

关键词：自由空间；光通信技术；现状；趋势

1自由空间光通信的研究现状

1.1基于光电探测器直接耦合的FSO系统

早在30多年前，自由空间光通信曾掀起了研究的热潮，但当时的器件技术、系统技术和大气信道光传输特性本身的不稳定性等诸多客观因素却阻碍了它的进一步发展。与此同时，随着光纤制作技术、半导体器件技术、光通信系统技术的不断完善和成熟，光纤通信在20世纪80年代掀起了热潮，自由空间光通信一度陷入低谷。然而，随着骨干网的基本建成以及最后一公里问题的出现，以及近年来大功率半导体激光器技术、自适应变焦技术、光学天线的设计制作及安装校准技术的发展和成熟，自由空间光通信的研究重新得到重视。

在国外，FSO系统主要在美英等经济和技术发达的国家生产和使用。到目前为止，FSO己被多家电信运营商应用于商业服务网络，比较典型的有Terabeam和Airfiber公司。在悉尼奥运会上，Terabeam公司成功地使用FSO设备进行图像传送，并在西雅图的四季饭店成功地实现了利用FSO设备向客户提供10OMb/s的数据连接。该公司还计划4年内在全美建设100个FSO城市网络。而Airfiber公司则在美国波士顿地区将FSO通信网与光纤网（SONET）通过光节点连接在一起，完成了该地区整个光网络的建设。

目前商用的FSO系统（见图1）通常采用光源直接输出、光电探测器直接耦合的方式，这种系统有以下几点缺点：

（l）半导体激光器出射光束在水平方向和垂直方向的发散角不同，且出射光斑较粗，因此我们需要先将出射光束整形为圆高斯光束再准直扩束后发射，这样发射端的光学系统就较为复杂，体积也会相应增大。

（2）在接收端，光斑经光学天线会聚之后直接送入PD转化为电信号。通常，我们需要提供点到点的，双向的通信系统，这样，FSO系统的每个终端都包括了激光器，探测器，光学系统，电子元器件和其中有源器件所需要的电源。这种系统的体积通常比较大，重量大，成本也比较高。从FSO系统终端的内部结构图中可以看出，完成一个简单的点到点的链路需要6个OE转换单元。随着人们对带宽的需求越来越高，PD的成本也越来越高，6个OE转换单元大大增加了成本闭。

（3）FSO终端设备一般安装于楼顶，如果终端中含有大量的有源设备，会给我们的安装带来了很多不方便。

（4）系统的可扩展性很小。如果用户所需要的带宽增加，那么封装在一起的整个FSO系统终端都需要被新的终端取代，安装新设备的过程需要再次对准，整个升级过程所需要的时间很长，给人们带来巨大的损失。

1.2基于光纤耦合技术的FSO系统

光纤输出、光纤输入的自由空间光通信系统（见图2），激光器输出的高斯光束耦合至光纤再经准直出射，传输一定距离后，光束通过合适的聚焦光学系统聚焦在光纤纤芯上，沿着光纤传输后经PD接收还原信号。这样我们通过在发射和接收端都采用光纤连接的方式，只需要在楼顶放置光学天线系统，而将其他的控制系统通过光纤放置于室内就可以实现点到点的连接，整个系统结构简单，易于安装。

这种新型的FSO系统具有以下优点：①减少了不必要的E一O转换，一条链路现在只需要2个OE接口即可，大大降低了成本。②光学系统较为简单，光纤出射的光束一般为圆高斯光，不需要整形，简化了光学系统，减小了体积，易于安装。③易于升级及维护，当用户的带宽增加时，我们只需要对放置在室内的系统进行升级即可，免去了复杂繁琐的对准过程。④基于光纤耦合的空间光通信系统能够很好的与现有的光纤通信网络结合，利用现有的比较成熟的光纤通信系统中的器件如发射接收模块，EDFA和WDM中所用到的复用器和解复用器。⑤可以与光码分多址复用技术（OCDMA）相结合，构成自由空间OCDMA系统，进一步扩大系统的带宽。

对于一个基于光纤耦合技术的FSO系统而言，以下2个因素必不可少：①体积小，重量轻的光学天线系统一个最佳的光学天线的设计首先必须使尽可能多的光耦合进单模光纤，获得最大的耦合效率；其次要能通过粗跟踪系统测出入射光的角度；另外，必须满足尽可能高的通信速率和稳定性。②性能良好的跟踪系统要使光学接收天线接收到的光能够有效的耦合进纤芯和数值孔径都极小的单模光纤，我们必须为系统加上双向的跟踪系统。

2国内空间光通信系统研究现状和进展

我国卫星间光通信研究与欧、美、日相比起步较晚。国内开展卫星光通信的单位主要有哈尔滨工业大学（系统模拟和关键技术研究）、清华大学（精密结构终端和小卫星研究）、北京大学（重点研究超窄带滤波技术）和电子科技大学（侧重于APT技术研究）。目前已完成了对国外研究情况的调研分析，进行了星间光通信系统的计算机模拟分析及初步的实验室模拟实验研究，大量的关键技术研究正在进行，与国外相比虽有一定的差距，但近些年来在光通信领域也取得了一些显著的成就。

2002年哈尔滨工业大学成功地研制了国内首套综合功能完善的激光星间链路模拟实验系统，该系统可模拟卫星间激光链路瞄准、捕获、跟踪、通信及其性能指标的测试。所研制的激光星间链路模拟实验系统的综合功能、卫星平台振动对光通信系统性能的影响及对光通信关键单元技术的攻关研究有创新性，其技术水平为国内领先，达到国际先进水平，目前该项研究已进入工程化研究阶段。上海光机所研制出了点对点155M大气激光通信机样机，该所承担的“无线激光通信系统”项目也在2003年1月份通过了验收，该系统具有双向高速传输和自动跟踪功能，其传输速率可达622Mb/s，通信距离可以达到2km，自动跟踪系统的跟踪精度为0.1mrad，响应时间为0.2s。中科院成都光电所于2004年在国内率先推出了10M码率、通信距离300m的点对点国产激光无线通信机商品。桂林激光通信研究所也在2003年正式推出FSO商品，最远通信距离可达8km，速率为10~155M。武汉大学于2006年在国内首先完成42M多业务大气激光通信试验，2007年3月又在国内率先完成全空域FSO自动跟踪伺服系统试验，这为开发机载、星载激光通信系统和地面带自动目标捕获功能的FSO系统创造了条件。另外在光无线通信系统设计、以太网光无线通信、USB接口光无线通信、大气激光传输、大气光通信收发模块和信号复接/分接技术等方面都取得了多项成果。

3自由空间光通信技术的应用与未来发展趋势

自由空间光通信和其他无线通信相比，具有不需要频率许可证、频率宽、成本低廉、保密性好，低误码率、安装快速、抗电磁干扰，组网方便灵活等优点。正是由于这些特点，FSO系统正受到电信运营商越来越多的关注与青睐。对于有线运营商，FSO可以在城域光网之外提供高带宽连接，而其成本只有地下埋设光缆的五分之一，而且不需要等6个月才能拿到施工许可证。对于无线运营商，在昂贵的E1/T1租用线路和带宽较低的微波解决方案之外，FSO在流量回输方面提供了一个经济的替代选择。在目前这个竞争激烈的环境中，FSO无疑为电信运营商以较低的成本加速网络部署，提高“服务速度”并降低网络操作费用提供了可能。而且FSO技术结合了光纤技术的高带宽和无线技术的灵活、快速部署的特性，可以在接入层等近距离高速网的建设中大有用武之地，在目前许多企业和机构都不具备光纤线路，但又需要较高速率（如STM-1或更高）的情况下，FSO不失为一种解决“最后一公里”瓶颈问题的有效途径。

FSO产品目前最高速率可达2.5G，最远可传送4km，在本地网和边缘网等近距离高速网的建设中大有用武之地，主要应用于一些不宜布线或是布线成本高、施工难度大、经市政部门审批困难的地方，如市区高层建筑物之间、公路（铁路）两侧的建筑物之间、不易架桥的河流两岸之间、古建筑、高山、岛屿以及沙漠地带等。另外，FSO设备也可用于移动基站的环路建设、场所比较分散的企业局域网子网之间的连接和应急通信。对于银行、证券、政府机关等需要稳定服务的商业应用来说，FSO产品可以作为预防服务中断的光纤备份设备。

当然，FSO在应用过程中也存在一定的瓶颈，主要是会受到大气状况或物理障碍的影响，比如其光束在传输中极易受大雾等恶劣天气，物理阻隔或建筑物的晃动/地震的影响。在恶劣的天气下，光束传输的距离会下降，从而降低通信的可靠性，严重的甚至会造成通信中断。

尽管存在不少问题，但自由空间光通信的技术优势更为明显，其自身的特点决定了在一定的环境下，它可以最大发挥自身优势，比如可以用于不便铺设光纤的地方和不适宜使用微波的地方；又由于光纤成本过高，用户无法在短期内实现光纤接入，而他们却渴望享受宽带接入带来的便利，结合我国现阶段宽带网络的实际情况许多企业和机构都不具备光纤线路，但又需要较高速率（如STM-1或更高），FSO不失为一种解决“最后一公里”瓶颈问题的有效途径。FSO系统解决了宽带网络的“最后一公里”的接入，实现了光纤到桌面，完成语音、数据、图像的高速传输，拉动了声讯服务业和互动影视传播，实现了“三网融合”，有利于电子政务、电子商务、远程教育及远程医疗的发展，并产生了巨大的效益，具有广阔的应用领域和市场前景。新晨

参考文献：

［1］ZHUX，KAHNJM.Freespaceopticalcommunicationthroughatmo-sphericturbulencechannels［J］.IEEETransactionsonCommunications，2002，50（8）：1293-1300.

［2］蒋丽娟.无线光通信技术及其应用［C］.全国第十二次光纤通信学术会议论文集.2004，10.

［3］张英海，霍泽人，王宏锋等.自由空间光通信的现状与发展趋势［J］.中国数据通信，2004，6，（12）.

光通信研究方向范文第3篇

关键词：光纤通信技术；现状；发展趋势；产业概况

随着经济的快速发展和科学技术的不断进步，我们已经进入到信息化、网络化时代，作为信息传输的载体我国的光钎通信产业发展迅速，取得了辉煌的成就，目前已经成为我国最重要的产业之一，对国民经济的发展做出了巨大的贡献，得到人们的广泛关注和重视。同时光钎通信技术也成为人们研究的重要课题，希望本文的研究可以推动光钎产业的发展和进步。

一、光钎通信技术发展现状

随着科学技术的不断进步，我国的光纤通信技术水平也逐渐提高，很多高端的技术也得到广泛的应用，并基本满足了光纤通信产业发展的需要，如复用技术、宽带放大器技术、色散补偿技术、孤子WDM传输技术等。

二、光钎通信技术发展趋势

总体来说，光纤通信技术一定会向着更快速、更便捷、更便宜、更高层次的方向发展，光纤也会在全国范围内得到进一步的普及。如图一所示，我国的光缆市场在全球排名第二，并且增长速度快，这就说明我国的光纤通信具有巨大的发展潜力，下面我们就主要的发展趋势进行详细的探讨。

（一）全光网络

随着光纤通信技术的不断进步，全光网络将会成为最重要的技术课题之一，它必将会成为未来最重要的高速通信网。全光网络是光纤通信技术发展的最重要的趋势之一，也是光纤通信技术发展的最高阶段和最为理想的阶段，它能改变传统光网络只在节点实现全光化的局面，使总干线的容量进一步提高，所以说全光网络是未来光纤通信网络发展的必然趋势，也是未来信息网络的发展的核心技术。

（二）光纤普及到千家万户

由于光纤通信技术自身的优越性，人们对光纤的需求不断增大，推动了光纤通信技术发展，其发展速度非常惊人，并且随着技术的不断进步，安装成本越来越便宜，将光纤落实到千家万户已经不再是梦想。另外光纤通信技术的实用化程度将会进一步提高，其未来的发展趋势势不可挡。

（三）展望

随着光纤通信技术的不断发展，光纤、发送器和接收器的技术的发展将更加成熟，其发展趋势也会向着更加可靠、更加廉价的线性和非线性方向发展，其重点就是实现局部环路。另外，在在海底通信应用方面，光放大中继器将会等到普及，使距离大大增长，并切随着技术的不断进步，人们会将目光更多的集中在设备的维护方面[1]。

三、我国光钎通信产业概况

（一）基本概括

相对于西方发达国家来说，我国对光纤通信技术的研究起步较晚，开始于七十年代，并被国家列为重点的科技攻关项目，取得了很大的成就，并且随着人们生产和生活对光纤需求程度的不断增加，我国的光纤通信技术发展迅速，从事光纤通信技术研究的部门和人员都得到大幅度的提高，这种形势下，我国的光纤通信技术又得到进一步的发展，不仅在系统整机研制方面取得了辉煌的成就，而且在各个原件的研制和生产方面都获得了巨大的成功，使光纤通信技术的实用性逐渐得到提高，被广泛的应用在国民经济建设的各个方面，推动了我国经济的快速发展[2]。

（二）光纤生产

目前为止，我国的短波长和长波长的多模光纤的商品化程度已经很高，并且实用性也得到很大程度上的提高。近年来，随着人们对光纤通信要求的不断提高，国内为了满足人们的要求，积极从国外引进了一些光纤生产设备，大大提高的我国光纤研制及生产的能力和水平。但是，光纤生产的技术和外国相比还有很大的差距，致使我国的光纤品种非常少，自主创新的程度非常低，因此，国内的科研人员还必须要加强技术研究，提高自主创新的能力，只有这样我国的光纤生产技术才能得到根本性的提高。

（三）光缆制造

近年来，我国在光缆制造方面也取得了很大的进步，各种结构的光缆的商品后程度也逐渐提高，并被广泛的应用在通信网和专用网。但是，与西方发达国家相比，我国的光缆生产能力还远远没有达到成缆设备的能力，导致加工生产的精度偏低、高质量的光缆供应不足、光缆品种较少等问题，因此，我国的成缆技术还需要进一步的调整和改进，并逐渐抛弃一些较为落后的生产设备，加强对生产设备的资金投入，以提高光缆生产的能力和质量[3]。

（四）光纤光缆专用设备

对于光纤光缆专用设备的研制我国从七十年代就已经开始，经过长时间的努力，研制出了一些专用设备，并在一些单位安装使用，推动的我国光纤通信产业的发展。但是，由于各种因素的限制，与西方发达国家相比还存在很大的差距，专用设备生产的质量和数量都不能很好的满足人们的需要。因此，国家应该选择一些综合实力较为强大的单位从事光纤光缆专用设备的研制工作。

（五）光器件

要想推动光纤通信产业的开始发展，必须要加强对光器件的研究，这是因为光器件是光纤通信产业的基础和关键。目前，我国的光器件研究单位逐渐增多，光器件的研究水平也获得进一步的提高，但是自主创新的能力还是不够，很多光器件的商品化程度偏低，质量还存在一些问题，品种也较少，通用性和实用性程度较低，从而致使我国自主生产的光器件还不能很好的满足光纤通信产业发展的要求[4]。

（六）光电设备

光电设备是整个光纤通信系统的重要组成部分，加强光电设备的研究有利于推动我国光纤通信产业的发展。虽然随着科学技术的不断进步，我国的光电设备生产水平逐渐提高，但是在生产和需求方面还存在很多问题。1.光电设备的一些元器件还需要依赖进口，致使我国的光纤通信产业经济效益偏低。2.国产的光电设备在可靠性和稳定性方面还没有全面满足光纤通信产业的要求，并且很多设备还比较笨重，设备的小型化程度需要进一步的提高。3.高层次的光电设备研究还面临着很多技术难题，并且设备的价格长期高居不下，影响了光电设备的推广和应用。4.光电设备的标准和系列化程度偏低，并在接口问题上还存在标准不统一的问题[5]。

结语：

综上所述，光钎通信技术在我国发展潜力和市场巨大，提高我国光钎通信技术自主创新的能力，创造出具有民族特色的光钎通信产业，才是我国通信产业的发展的根本出路，才能促使我国从通信大国变为通信强国。

参考文献：

[1]任梦洁，赵旭.浅析光纤通信技术发展趋势[J].无线互联科技，2013，（5）：43.

[2]尚力.光纤通信技术发展趋势研究[J].中国石油和化工标准与质量，2012，32（6）：100.

[3]赵P.浅论光纤通信技术发展趋势[J].中国新技术新产品，2011，（17）： 41.

光通信研究方向范文第4篇

关键词：空间光孤子 时间光孤子 非局域非线性介质 光孤子通信

一、引言

人们对孤子现象的研究最早应该追溯到1834年8月，当时苏格兰科学家Russell偶然在狭窄的河道中观察到水的“孤立波”现象。1895年，荷兰数学家Korteweg和他的学生对浅水波的运动进行研究，建立了著名的KdV方程，并给出了方程的孤立解，从而证明了孤立波的存在。对于孤子领域的探索与研究可以使我们扩展对基本物理现象和原理的理解，世界上不少物理学家和数学家对之很感兴趣，直到20世纪70年代，由于光纤通讯的发展，光孤子的研究与探索才引起了人们的普遍关注，其理论及其应用均取得了很大的进展，在光通信、光子信息处理、全光网络等方面有着不可估量的广泛的应用前景。

二、孤子的简介

光孤子就其形成机制，可分为时间光孤子和空间光孤子，时间光孤子是因为光的群速度色散与非线性自相位调制相互平衡而形成的，由于其特有的一些性质，一直是通讯领域的研究热点；而空间光孤子是因为光束的衍射效应与非线性效应相互平衡而形成的，由于其在全关开关，光路由，光子信息处理，光逻辑门等方面的潜在应用，自上世纪中后期已经成为了研究的热门领域。

空间光孤子的种类繁多，内容非常丰富，按其直观特性可以分为亮孤子、暗孤子、灰孤子三类。根据材料对光场响应的不同非线性机理，可将空间光孤子分为克尔孤子，类克尔孤子，二次孤子，光折变孤子等，还可以根据其表现方式进行分类，这样的分类方法不直接与具体的材料发生联系，根据这种分类方法，可以将空间光孤子分为相干孤子，非相干孤子，离散孤子，非局域空间光孤子，时空孤子等。非局域空间光孤子是存在于空间非局域非线性介质中的空间光孤子，所谓空间非局域非线性介质，指的是介质中一点对光场的非线性响应，不仅仅与该点的光场有关，而且与空间中其他点的光场有关，材料的空间非局域性起源于物质内对光场响应的单元的空间相关性，若材料的这种相关性为零，则为局域性材料。因此，根据光束束宽与介质非线性响应函数相关长度的相对尺度，通常可将非局域程度分为四大类：局域类、弱非局域类、一般性非局域类、强非局域类。空间光孤子的研究很长时间都局限在局域介质方面，孤子在这类介质中传输满足局域非线性薛定谔方程，对它的精确求解需用到非常复杂的逆散射法。1997年，Snyder和Mitchell对光束在强非局域介质中的传输做了杰出的贡献，将复杂的非线性问题化为简单的线性问题。从此之后，非局域空间光孤子研究成为孤子研究领域的一大热点。

三、孤子的应用前景

因为时间光孤子的重要特性，所以在光孤子通信领域的前景巨大，光孤子通信是实现超长距离高速通信的重要手段，同时也被认为是第五代光纤通信系统。研究发现通过波分复用、偏振复用和正交偏振等技术可以使得光孤子系统中的有效码率提升到Tbit/s以上。随着光纤孤子激光器、光纤放大器等的技术日趋成熟，光孤子传输系统会向着全光纤孤子传输方向发展，且因为暗孤子受光纤损耗的影响相对于亮孤子会小些，所以暗孤子光纤通信也可能会成为未来光孤子通信的主导方向。

有关空间光孤子的理论和实验方面的研究都广泛进行着，且取得了卓越成果，在二次材料、光折变材料、向列相液晶、铅玻璃等不同的介质中都发现了空间光孤子，其中向列相液晶和铅玻璃则陆续被证明是强非局域非线性材料，成为了近十几年来的研究焦点。对空间光孤子的研究不仅使得我们扩展了对基本物理现象与原理的理解，更重要的是空间光孤子本身在光子（全光）信息处理（全光开关，全光互联，光路由以及全光逻辑光路等）方面有着广泛的应用前景。在实现高速率、大容量全光网络和光计算时，光子信息处理技术是必不可少的关键技术单元。而全光网络和光计算机的关键是全光控制技术，空间光孤子理论则是全光控制技术的基础原理之一，因此对空间光孤子特性的全面研究和彻底掌握具有非常重要的价值。

光孤子不仅在应用方面有着广阔的前景，而且在物理的一些基础理论的探讨、验证及概念的深化等方面也有着重要的意义。

四、结语

在物理学的发展史上，理论与实验工作的结合往往会带给研究者们新的发现，光孤子的研究正证实了这一点。虽然光孤子传输要真正实用化尚有许多问题需要解决，但随着人们对光孤子认识的近一步加深以及相关科学技术的发展，光孤子的理论价值和实用价值将会进一步被挖掘出来。

参考文献：

[1]谷超豪.孤子理论与应用.杭州：浙江科学技术出版社，1990.

[2]R.W.Boyd. Nonlinear optics. New York：Academic Press，Inc.，1992.

[3]W. Hu，T. Zhang，Q. Guo，et al.. Nonlocality-controlled interaction of spatial soliton in nematic liquid crystals[J].Appl Phys Lett，2006，89（7）：071111.

[4]M Peccianti，C Conti，G Assanto. Interplay between nonlocality and nonlinearity in nematic liquid crystals[J]. Opt Lett，2005，30（4）：415.

[5]A.W.Snyder， D.J.Mitchell，Accessible solitons[J]. Science， 1997，276（6）：1538-1541.

光通信研究方向范文第5篇

11月10日，电子科技大学光电信息楼三楼的一间办公室里，一位两鬓斑白的学者正在指导研究生。从实验设备的调试到实验结果的产生，从研究方法的论证到具体器件的应用。他一丝不苟、谆谆教诲。这位老学者就是电子科技大学光电信息学院信息光电子技术与器件研究团队的创建者刘永智教授。

站在讲台上的刘永没想到的是，20多年前还如同这台下学生一样对光学充满好奇的自己。会在20年后成为一个汇聚了20多名科研骨干的科研团队负责人；一生严谨治学的刘永智没料到的是，一个20年前一分钱都没有的团队，会在2a多年后年科研经费达到500多万元。

从刘永智到刘永，从信息光电子技术与器件研究团队的诞生到发展壮大，这其中，记录的是两代追光者在科学领域永不止步的探索精神。

创业：从零开始攻坚克难

当美国贝尔实验室的一批科学家提出“集成光学”这一概念的时候。还只是一名电真空器件课程助教的刘永智兴奋不已，因为在教学和研究中他就试探着去揣测：一种完善而可靠的薄膜技术将对大力研究和发展光通信有极大推动。

得到来自世界著名通信专家的集体“验证”，刘永智立马在所在的506教研室里开始“捣鼓”着要搞半导体激光器。他东奔西走筹钱，跑到大连、抚顺等地。买材料、设计水电气配置。甚至请了外国专家来作学术报告、找外国专家的实验录像来看。他期望着在国内能开始这样一项开创性的研究，但是对于这项在世界上也刚刚起步的研究来说，困难重重。

刘永智并没有放弃。困难中，他获得了去法国Limoges大学微波与光通信国家实验室进修的机会，于是他收拾起行囊开始了长达两年的异国求学之路。

1985年，获得工程博士学位后的刘永智面前出现了三条路：一是接受实验室主任的邀请继续留在法国，二是去北京那家给了很高酬劳的大公司，三是回电子科技大学，继续搞集成光学。刘永智选择了最后一条路：回母校继续他出国之前未完成的研究。回来后，刘永智发现。他原先建立的半导体激光器实验室的科研工作随着自己的出国而停滞不前，好不容易聚起来的两三个研究人员也四处分散了。

一切又都得从零开始。

“单模光纤精密耦合台”是分家出来的刘永智带领团队真正意义上做成功的第一个项目，这是一个实现将半导体与光纤耦合相连接的项目。由刘永智所建立的集成光学实验室和重庆一家研究所共同申请。在这之前，刘永智和该研究所就经常打交道，上到所长下到普通的技术人员他都认识。在一次和该所所长的闲谈中，双方突然谈到了单模光纤精密耦合台这个项目，大家都认为可以在这方面做做文章。紧接着双方就开始写方案，做测试。不到一周的时间完整的研究方案就形成了，并且一举打败实力强劲的竞争对手，成功申请到该项目。

在项目研究阶段，为了避免重蹈做DFB半导体激光器研究时的覆辙，刘永智和对方从项目的具体实施方案到项目进度，都进行了详细规划和商讨。这时候，杨亚培、叶玉堂等科研骨干先后进入集成光学实验室，实验室由最初的一人成为有5个人的科研小团队。

刘永智盘算着，如果这个项目成功的话，可以再试着选留和引进一些年轻教师加入团队。

那是一段激情燃烧的岁月……每天一大早。刘永智都会早早地来到了那间有些破旧的实验室里，虽然实验条件有些艰苦，一些发锈的设备，空气中弥散着化学物呛人的味道，而在刘永智看来，这一切都令他着迷。不久，同事们也纷纷来了，调试设备、进行工艺试验……深夜了，这里的灯依然亮着。

有时候，没有合适的试验设备。刘永智就骑着自行车到成都的各大电子市场去买零部件来自己设计、组装。为了尽早攻破难关，团队的每一位成员都全身心地投入到了实验中，所有的科研经费也都投入到买设备上。

当日历翻到1991年的时候，希望的曙光终于呈现在了他们的面前，项目顺利通过验收，并成功投产。专家组评审认为该研究成果不仅是国内首创而且达到国际领先水平。同年，该项目获得四川省科技进步一等奖。

守业：瞄准前沿集大成

科学研究不仅要瞄准国际前沿，还要赶在他人之前做出原创性成果。尤其是“集成光学”这门研究媒质薄膜中的光学现象，以及光学元器件集成化的一门学科。随着人们对光通信、光学信息处理的需要而变得日益重要。同时团队成员清醒地认识到。实验室中形成的技术如不运用于实践，就如废纸一张，更谈不上创造效益。

于是初尝甜头的刘永智开始带领团队及时追踪前沿，以已有成果为切入点，涉足集成光学的多个应用领域。从光纤通信、光纤传感器到光学信息处理，从导波光学原理到薄膜光波导器件和回路，从材料科学到光学仪器到光谱等多个方面去攻关和渗透。

这一时期的研究，对团队来说，项目不在乎大小。科研经费也不在乎多少，凡是认为可以通过团队的努力去争取的都要积极去争取，去证明自己的实力。刘永智认为，科学研究就如盖房子，打好地基后，就要不断地往上面一层层地添砖加瓦，最终房子才能盖起来。但是科学研究靠的是人，刘永智知道，光靠他和叶玉堂、杨亚培等人的努力是不够的，要把集成光学实验室做大，就得引进人才壮大队伍，他开始到处物色合适的人才。

刘永就是在这样的情况下进入刘永智的视野的。1992年，作为导师的刘永智在一年一度的研究生选拔面试中看到了这位和自己的姓名只有一字之差的学生。面试显示，刘永不但才智过人而且对集成光学有着浓厚的兴趣。这样的人正是团队所需要的。同年9月。刘永正式成为了刘永智手下的一名研究生，开始跟着团队的前辈们一起走南闯北，早出晚归。一起在科学的道路上冲击、拼搏。

期间，和团队研究人员一起为自贡恐龙灯会做激光显示项目是刘永至今都难忘的一件事。自贡灯会有着悠久的历史。1994年，自贡市迎来了其历史上规模最大、参观人数最多、盛况最空前的一次灯会。在这次场面空前宏伟的灯会上。百个大中型灯组和上千个小型灯品或构栋雕楼，或临春组合，或彩笺书画，显得辉丽万端。这一切，都离不开集成光学团队成员们的功劳。

为了让此届灯会更加动感、更具有科技含量，灯会主办方辗转找到了搞集成光学研究的刘永智，出资50万元。希望他们能用激光在灯组上打造出千变万化的动画的梦想。达到艺术演示的效果。接到这个任务后，刘永智立即召集所有人开会商讨有关方案，并多次前往自贡考察现场情况。在反复研究后还是有一个问题难倒了大家：用普通的反射镜后，灯光再照到反光器上后，立即就发散了，并不能汇聚到一起形成强光束投影到需要的地方。怎么才能使光汇集起来呢?国外技术封锁、国内没有前例可寻，团队成员在实验室里百思不得其解。

眼看着三个月的期限就要到了。灯会也一天天地临近了。大家焦急万分。突然有一天，刘永智在做实验的时候想到了能否用发射镜一试。他立即找来了刘永等人，马上开始实验。结果一换上发射镜。所有的光都聚拢来，形成一道道高亮度的灯束。团队成员拥抱在一起，庆祝这一历史性的突破。后来。刘永智所做的灯光艺术演示技术就在国内出名了。珠海、广西等地的很多单位都邀请他们去做。

亲身参与这样的研究，刘永体会到了科学之路的艰辛和不易，但他并没有放弃自己对光的追求。他告诉导师刘永智，他要以导师为榜样跟随他的脚步一步一步去攀登更高的科学之峰。

之后，刘永智又带领着刘永和团队其他人一起在国家“八五”、“九五”、“十五”、“十一五”期间攻克了包括液晶耦合测量仪在内的近四五十个科研项目，团队的横向科研经费达到了三百万元。团队迎来了新的发展时期，叶玉堂、周晓军等教授纷纷开始自立门户开辟新的研究天地。

而这一时期的刘永智，却开始了思考团队未来的发展前景。

从法国留学回来的他深刻地认识到科学之路永无止境，需要不断地跟踪国际前沿，学习新东西。于是他找到刘永，建议他应该趁着年轻到国外去看看，学到一些新思维新方法。

2000年，在刘永智的帮助下，刘永远赴荷兰埃因霍温技术大学继续深造，这一去就是7年。

与此同时，在“送人才”出去之后，为了避免“近亲繁殖”对科学研究带来的不利影响，刘永智不断地从外面引进人才加入团队。先后从新加坡引进了从事非线性光学、纳米光子学和集成光学方面的研究工作的李和平教授。从四川大学引进了郭小伟、李剑峰、唐熊贵等从事光学研究的学者。团队成员从单枪匹马一跃成为了电子科技大学光电信息学院人数较多的几个团队之一。

拓业：凝练方向团结奋进

2007年3月，在人生的十字路口，行李箱里放着IEEELasers&Electro-OpticsSociety全球12名最佳博士荣誉证书的刘永，在刘永智导师和光电信息学院领导郑宇涛书记、蒋亚东院长等人的大力支持下，做出了和导师刘永智当年同样的选择――回母校继续从事光学研究。

在荷兰留学期间，刘永在新一代光网络中的光路由器和超高速光信号处理这一研究方向上取得了国际领先的研究成果。在各类重要国际期刊和学术会议上发表了100多篇论文。回到学校后不久，郑宇涛书记找到他，希望他能利用在国外所学，带领团队进行开创性的研究。同时，由于团队负责人刘永智即将退休，郑宇涛书记希望刘永能秉承恩师严谨治学的态度担当起团队发展和建设的重任。

不久，刘永出任团队负责人。新官上任三把火，刘永上任后的第一件事就是凝练学科发展方向。经过考察，他发现团队经过20多年的发展，在多个研究领域都有所涉足，相应地。团队的研究方向也比较分散。结合国际前沿研究和国内情况，刘永将团队的发展方向锁定在了两方面：一是微波光子信息处理、集成光学研究；另一方向是光纤通信光子信息处理、光纤传感器。

有了明确的学科发展方向后，团队进入了快速发展时期。团队在微波信号高速光学模/数转换器、智能超高速光子信息处理、基于有机聚合物的微波光子集成器件、光纤传感等研究方向上达到了国内领先水平；在高速光学模/数转换器研究方向上，团队几乎囊括了目前能申请的所有国家项目，包括国家自然科学基金重点项目、“863”项目、总装备部项目等；在有机聚合物微波光子器件方面，在总装备部相关项目的支持下，自行研制出了自有知识产权的、国内领先的有机聚合物材料。并与有机聚合物材料领域国际领先的康宁公司签署了合作谅解备忘录。双方密切合作，共同研究有机聚合物材料及器件，掌握了有机光波导及器件制作工艺，并制作出了国内领先的器件原型；在光纤传感的防灾减灾方面，团队采用分布光纤应力传感技术成功研制出“山体滑坡推力监测系统”。与国土资源部合作在三峡库区进行了长期的现场试验，被专家评定为唯一能实现滑坡体内应力提取的检测方法，并在三峡库区进行推广使用；在军用光纤传感方面，团队成功研制出了一系列光纤振动、温度、气体、应力、磁场、速度等传感系统，并交付相关单位使用，受到用户的好评……

同时在团队建设方面，刘永给团队制定了短期和长期的目标。短期目标，就是要多让团队中的青年教师担任主要角色，多给他们机会，让他们积极参与学术交流。锻炼他们的科研能力，使他们得到快速的提升。刘永认为，如果团队是一只即将起飞的雄鹰，那么这些青年教师就是羽翼，只有让他们丰满了，这个团队才能越飞越高，才能在更广阔的天空中历练出更多的精彩。在这一目标的指导下。团队成员刘爽、张尚剑等老师先后被选派到国外留学。

团队的长期目标，就是要使团队在国内达到领先的水平。加强国际间的合作，找到团队创新的新亮点。