[發明專利]微波光子級聯系統

有效

• 申請號: 201510029448.0
• 申請日: 2015-01-21
• 公開（公告）號: CN104597686B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 鄭小平;張國強;張漢一;周炳琨
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)11201
• 代理人: 張大威

1.一種微波光子級聯系統，包括：級聯的至少一個光子裝置和至少一個微波裝置，其特征在于，所述至少一個光子裝置包括：

具有將微波信號變換為光信號的MZM調制器、將光信號變換為電信號的光電探測器、激光器、光放大器、光濾波器的常規光子模塊；以及

對所述光信號進行處理，并對所述至少一個光子裝置中的光信號進行補償處理的非線性補償模塊，

所述非線性補償模塊對0階邊帶光譜進行功率衰減α_P，并對0階邊帶光譜或±2階邊帶光譜的相位進行移相以操作基頻和IMD3交調失真頻率的幅度和相位，實現非線性補償。

2.如權利要求1所述的微波光子級聯系統，其特征在于，所述至少一個光子裝置位于所述至少一個微波裝置之前，或所述至少一個微波裝置之后。

3.如權利要求1所述的微波光子級聯系統，其特征在于，所述基頻通過如下公式表示，所述公式為，

其中，為光電探測器的響應度，E_D為到達光電探測器的光幅度，為所述MZM調制器偏置點所引起的相位，V_b為所述MZM調制器的偏置電壓，V_π為所述MZM調制器的半波電壓，J_X為X階第一類貝塞爾函數，m_i＝πV_i/2V_π為調制系數，V₁、V₂為光子裝置輸入信號中基頻信號幅度，V₃、V₄為IMD3信號幅度，Ω₁為基頻，t為時間，為常數相移。

4.如權利要求1所述的微波光子級聯系統，其特征在于，所述IMD3交調失真頻率通過如下公式表示，所述公式為，

其中，為光電探測器的響應度，E_D為到達光電探測器的光幅度，為所述MZM調制器偏置點所引起的相位，V_b為所述MZM調制器的偏置電壓，V_π為所述MZM調制器的半波電壓，J_X為X階第一類貝塞爾函數，m_i＝πV_i/2V_π為調制系數，V₁、V₂為光子裝置輸入信號中基頻信號幅度，V₃、V₄為IMD3信號幅度，Ω₄為IMD3交調失真頻率，t為時間，為常數相移。

5.如權利要求3或4所述的微波光子級聯系統，其特征在于，所述非線性補償模塊通過控制所述功率衰減α_P和移相以實現所述IMD3交調失真頻率的抑制而保留基頻頻率。

6.如權利要求1所述的微波光子級聯系統，其特征在于，所述非線性補償模塊為光譜帶阻濾波器或可編程光譜濾波器。

7.如權利要求6所述的微波光子級聯系統，其特征在于，當所述非線性補償模塊為可編程光譜濾波器時，所述非線性補償模塊包括：

多路解復用器，用于對多邊帶光譜進行光譜空間分離；

子調制器陣列，用于對分離后的所述光譜中各邊帶進行獨立的幅度衰減和相位的相移，以抑制所述交調失真頻率；以及

多路復用器，用于將經過所述子調制器陣列處理的多邊帶光譜進行合并。

8.如權利要求1所述的微波光子級聯系統，其特征在于，所述常規光子模塊包括：

激光器，用于產生光載波；

MZM調制器，用于將微波信號調制到光信號；

常規光子信號處理模塊，包括光放大器、光濾波器、光纖，用于對補償后的激光信號進行放大、濾波和傳輸處理；以及

光電探測器，用于探測處理后的所述光信號以獲得所述微波信號。

9.如權利要求6所述的微波光子級聯系統，其特征在于，所述至少一個微波裝置為微波濾波器、微波放大器、微波混頻器中的一種或多種組合。