[發(fā)明專利]補(bǔ)償電吸收調(diào)制器非線性的方法及裝置

有效

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• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN103399418A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭小平;張國強(qiáng);張漢一;周炳琨
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01
• 代理公司: 北京清亦華知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 張大威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波電子應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種補(bǔ)償電吸收調(diào)制器非線性的方法及裝置。

背景技術(shù)

微波光子學(xué)是以光子學(xué)手段處理微波毫米波信號的領(lǐng)域。由于其頻率高、帶寬大等特性，可突破常規(guī)電子學(xué)手段的技術(shù)瓶頸，已被應(yīng)用于光載無線系統(tǒng)、光真延時系統(tǒng)、微波光子濾波器、射頻任意波形的光子學(xué)產(chǎn)生等領(lǐng)域。電吸收調(diào)制器（EAM）是最為常見的電光調(diào)制器之一，其工作頻率可達(dá)到毫米波頻段。該類調(diào)制器因其工作頻率高、驅(qū)動電壓小、功耗低、尺寸小、易于與半導(dǎo)體器件集成等特性，被廣泛的應(yīng)用于微波光子系統(tǒng)中。然而，這些系統(tǒng)有著許多固有的問題需要解決，包括電吸收調(diào)制器固有的非線性失真所引起的系統(tǒng)動態(tài)范圍惡化等。為了提高系統(tǒng)的動態(tài)范圍，必須對電吸收調(diào)制器實(shí)施補(bǔ)償其非線性的技術(shù)。

目前的補(bǔ)償電吸收調(diào)制器非線性的方法可分為2類：

1、電路預(yù)失真方法。該方法通過設(shè)計(jì)特殊的預(yù)失真電路，對輸入信號進(jìn)行波形預(yù)畸變，從而在經(jīng)歷電吸收調(diào)制器的非線性畸變后，信號仍然保持高保真度。這是電子學(xué)領(lǐng)域常用的技術(shù)手段。然而電路結(jié)構(gòu)與信號相關(guān)，且電路的工作頻率范圍通常不超過1GHz，最高也只在3.1GHz到4.8GHz這樣的特殊頻段。無法滿足對于微波頻段甚至毫米波頻段的應(yīng)用需求。另外，載波干擾比也只能提高15dB到20dB左右。

2、光子學(xué)方法。該方法目前有3種具體實(shí)現(xiàn)手段。

1）雙波長輸入的手段。EAM是一個波長相關(guān)的器件，不同的工作光波長，具有不同的調(diào)制曲線，即具有不同的非線性特性。利用兩種波長之間非線性的差異，設(shè)計(jì)一套雙波長輸入的光路系統(tǒng)，將兩個調(diào)制之后的信號相互疊加，使其包含的非線性分量相互抑制，從而實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償非線性的功能。該手段可提高系統(tǒng)的無失真動態(tài)范圍8dB。該手段額外增加了輸入光源，使得系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，能耗也相應(yīng)增加。且由于雙波長之間的非線性差異并不是任意的，其控制有賴于波長的控制和調(diào)制器偏置電壓的控制，控制復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)的效果也并不理想。

2）雙偏振電吸收調(diào)制器的手段。EAM是一個偏振相關(guān)的器件，兩個偏振態(tài)的輸入光在其中的調(diào)制曲線也不同。因此，在輸入EAM前，放置并調(diào)節(jié)起偏器的起偏方向，分配進(jìn)入EAM的兩個偏振態(tài)光的功率比。在EAM輸出端，放置并調(diào)節(jié)檢偏器的檢偏方向，使兩個偏振態(tài)光相互疊加，非線性分量的相互抑制，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償非線性的功能。使用該手段可提高系統(tǒng)的無失真動態(tài)范圍9.5dB。該手段雖然只增加了起偏和檢偏功能，但是非線性的調(diào)節(jié)依賴于偏振方向的控制和調(diào)制器偏置電壓的控制，控制復(fù)雜。由于對調(diào)制器引入了偏振控制，從而不利于EAM與其他半導(dǎo)體器件的集成。

3）雙調(diào)制器并行調(diào)制的手段。利用兩個EAM之間的非線性差異，設(shè)計(jì)兩條調(diào)制光路，使兩個并行調(diào)制的信號相互疊加，非線性分量的相互抑制，實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償非線性的功能。該手段額外增加了光源、調(diào)制器等關(guān)鍵光電器件，光路結(jié)構(gòu)復(fù)雜而龐大，且破壞了原有的光路結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。

為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種補(bǔ)償電吸收調(diào)制器非線性的裝置。

本發(fā)明的另一目的在于提出一種補(bǔ)償電吸收調(diào)制器非線性的方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面的實(shí)施例提出一種補(bǔ)償電吸收調(diào)制器非線性的裝置，包括：激光器，用于產(chǎn)生光信號；電吸收調(diào)制器，所述電吸收調(diào)制器與所述激光器相連，用于對所述光信號進(jìn)行調(diào)制，以獲得所述光信號的多邊帶光譜，其中，所述多邊帶光譜包括0階光譜邊帶、1階光譜邊帶和2階光譜邊帶；光譜濾波器，所述光譜濾波器與所述電吸收調(diào)制器相連，用于根據(jù)所述光信號的多邊帶光譜對所述光信號的0階光譜邊帶進(jìn)行幅度的控制，以得到補(bǔ)償后的光信號；預(yù)處理模塊，所述預(yù)處理模塊與所述光譜濾波器相連，用于對所述補(bǔ)償后的光信號進(jìn)行預(yù)處理；以及光接收機(jī)，所述光接收機(jī)與所述預(yù)處理模塊相連，用于將預(yù)處理后的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，并輸出所述電信號。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的裝置，通過對光信號的0階光譜邊帶進(jìn)行處理，使得僅通過光譜帶阻濾波的方式實(shí)現(xiàn)調(diào)制器非線性的補(bǔ)償，同時不受微波光子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的限制。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述預(yù)處理包括對所述光信號的放大、濾波和傳輸。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述光譜濾波器通過對所述光信號的多邊帶光譜進(jìn)行帶阻濾波，控制所述光信號的0階光譜邊帶的幅度，以得到補(bǔ)償后的光信號。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述光譜濾波器通過所述光譜濾波器的阻帶抑制比控制所述光信號的0階光譜邊帶的衰減功率，以控制所述光信號的0階光譜邊帶的幅度。