We propose a 100-Gb/s coherent ultra-dense wavelength-division multiplexing passive optical network (UDWDM-PON) structure with a large power budget by placing an erbium-doped fiber amplifier at the optical line terminal side for amplification of optical signals in both the uplink and downlink. Then we experimentally demonstrate a real-time 4 × 25 - G b / s coherent UDWDM-PON at 12.5-GHz spacing over 50-km standard single-mode optical fiber. A high sampling rate analog-to-digital converter is designed for the 25-Gb/s real-time coherent optical module. Experimental results show that 100-Gb/s bidirectional transmission can be realized. The downlink power budget can be more than 44 dB, which can support more than 1000 users based on the proposed structure. The effects of several parameters have also been investigated in the experimental demonstration. The 24-h real-time performance evaluation for bidirectional transmission is conducted to prove the feasibility of real-time field-programmable gate array based transceivers in the proposed UDWDM-PON structure. An off-line experimental demonstration is also conducted to verify the feasibility of burst-mode operation in the uplink.

We experimentally demonstrate the real-time 100/200/400 Gb/s/λ coherent passive optical networks (PONs) based on silicon photonic integrated transceiver. We investigate different configuration schemes of coherent PONs including: (1) using a Erbium doped optical fiber amplifier (EDFA) as a booster at the transmitter side; (2) using a semiconductor optical amplifier (SOA) as a booster at the transmitter side; (3) using EDFA at the transmitter side and a pre-amplified SOA at receiver side; (4) using an SOA at the transmitter side and an SOA at the receiver side. The performance of these schemes for different data rates of downstream transmission is evaluated, and the appropriate choices under different circumstances are analyzed. The real-time experimental results indicate that the EDFA can be replaced by SOA as a booster at the transmitter side in 100/200 Gb/s/λ coherent PON based on the dual-polarization QPSK (DP-QPSK) scheme with a small performance penalty. In dual-polarization a 16 quadrature amplitude modulation (DP-16QAM) 400 G/s/λ PON system, EDFA booster is preferred because an SOA introduces more nonlinearity for the 16QAM scheme. The power budget of 32.5 dB is achieved for 400 Gb/s/λ coherent PON after the 20 km standard single mode fiber (SSMF) transmission under the soft-decision feedforward error correction (SD-FEC) threshold.

A tilted fiber Bragg grating (TFBG) sensor based on surface plasmon resonance (SPR) with electrospinning nanofibers was proposed for the precise detection of glucose. In this design, a 50 nm thick gold film was deposited on the surface of a 10° TFBG. Polyacrylonitrile (PAN) nanofibers were wrapped around the sensor through electrospinning, subsequently serving as a scaffold for the immobilization of glucose oxidase (GOD). Within the dynamic range of 100–500 mg/dL glucose concentrations, the sensor exhibited good response and worked effectively. The experimental results show that the sensitivity and limit of detection (LOD) of the sensor are 12.42 pm/(mg/dL) and 100 mg/dL. Furthermore, the structural characterization was carried out using atomic force microscopy (AFM), scanning electron microscopy (SEM), and Fourier transform infrared spectrometer (FTIR). This sensor exhibits outstanding stability and high sensitivity, providing a new method for diabetes detection.