[發明專利]一種超寬帶單周期脈沖的產生方法和裝置

無效

• 申請號: 200910001600.9
• 申請日: 2009-01-15
• 公開（公告）號: CN101482682A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 陳宏偉;陳明華;謝世鐘
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;H04B1/69;H04B10/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司
• 代理人: 張國良

技術領域

本發明涉及光電子技術和光纖通信技術領域，特別是涉及一種超寬帶單周期脈沖的產生方法和裝置。

背景技術

從二十世紀70年代起，UWB(Ultra?Wide?Band，超寬帶)技術被廣泛用于雷達、傳感和軍用通訊之中。隨著2002年FCC(FederalCommunications?Commission，美國聯邦通信委員會)規定UWB技術可以被用于民用通信之中，UWB的系統可以接入并共享3.1～10.6GHz的7500MHz帶寬，這項技術引起了廣泛關注。UWB通信以其功耗低、傳輸速率高、抗干擾能力強等優點正成為短距無線通信的有力競爭技術。但是，由于微波電子器件對高頻信號的處理能力有限，使得產生的UWB單周期脈沖相對帶寬較窄，效率不高。ROF(Radio?over?Fiber，光載微波)傳輸技術是近來發展起來的利用光學處理方法及光纖來產生和傳輸微波信號的新技術。ROF技術利用光纖傳輸的大帶寬和低損耗特性，大大改善了微波傳輸信道。同時光學處理器件也具有大帶寬特性，可以實現傳統微波器件無法實現的超寬帶微波信號處理功能。基于此，光載超寬帶系統(UWB?over?fiber)的想法也應運而生，通過高效、低損耗的光纖分配網絡提高UWB系統的擴展范圍，成為未來寬帶無線接入網絡的基本設想。

任意UWB波形的產生是光載UWB系統的關鍵技術。近期國際上一些研究院所開展了應用于UWB系統的單周期脈沖的光學產生方法，這種方法具有很寬的工作帶寬、波形容易調節并且易于在光纖中傳輸，同光纖系統結合。因此，這種方法為未來UWB?over?fiber應用的一個技術基礎，有著廣泛的應用前景。目前主要的光生UWB單周期脈沖的方法主要使用光纖或者半導體光放大器中的交叉相位調制來實現，或相位調制和偏振調制共同實現，但采用該方法不易產生穩定的單周期脈沖且同時可對其進行編碼和調制。

發明內容

本發明實施例要解決的問題是提供一種超寬帶單周期脈沖的產生方法和裝置，以克服現有技術中不易產生穩定的單周期脈沖且同時可對其進行編碼和調制的缺陷。

為達到上述目的，本發明實施例的技術方案提供一種超寬帶單周期脈沖的產生方法，包括以下步驟：生成信號光；將所述信號光與探測光進行交叉偏振調制；將調制后的探測光通過濾波器濾波，在相互正交的兩個垂直偏振態上產生極性相反的脈沖；將所述極性相反的脈沖進行時延處理，組合成超寬帶單周期脈沖形狀的光脈沖；對所述光脈沖進行光電探測，產生超寬帶單周期脈沖。

其中，所述生成信號光的步驟，具體包括：根據輸入的脈沖波形，調制器將輸入的光信號進行調制；調制后的光信號經過標準單模光纖延時展寬成為信號光。

其中，所述將信號光與探測光進行交叉偏振調制的步驟，具體包括：通過偏振控制器調整所述信號光的偏振態；將所述信號光與探測光耦合進入大功率摻鉺光纖放大器，提高所述信號光和探測光的功率；所述信號光與探測光在高非線性光纖中發生交叉偏振調制。

其中，所述將極性相反的脈沖進行時延處理的步驟，具體為：將所述脈沖輸入產生雙折射現象器件，使得所述極性相反的脈沖產生一定的時延。

其中，當所述產生雙折射現象器件為保偏光纖時，所述時延由公式

τ=LλBC]]>

確定，其中τ為時延，L為保偏光纖的長度，B為保偏光纖的拍長，λ為通信波長，C為真空中的光速。

其中，在將所述脈沖輸入保偏光纖的步驟之前，還包括：通過偏振控制器調整所述脈沖，使得兩個垂直偏振態脈沖與保偏光纖的兩個主軸對準。

其中，在對所述光脈沖進行光電探測的步驟之前，還包括：對所述超寬帶單周期脈沖形狀的光脈沖進行衰減。

本發明實施例的技術方案還提供一種超寬帶單周期脈沖的產生裝置，所述裝置包括：信號光生成單元，用于生成信號光；交叉偏振調制單元，用于將所述信號光與探測光進行交叉偏振調制；濾波器，用于將調制后的探測光進行濾波，在相互正交的兩個垂直偏振態上產生極性相反的脈沖；產生雙折射現象器件，用于將所述極性相反的脈沖進行時延處理，組合成超寬帶單周期脈沖形狀的光脈沖；光電探測單元，用于對所述光脈沖進行光電探測，產生超寬帶單周期脈沖。