[發明專利]光單邊帶調制裝置與方法

有效

• 申請號: 201510067950.0
• 申請日: 2015-02-09
• 公開（公告）號: CN104597687B
• 公開（公告）日: 2017-06-23
• 發明（設計）人: 鄭狄;潘煒;閆連山;羅斌;鄒喜華;邵理陽;劉新開
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G02F2/02
• 分類號: G02F2/02;G02F1/35
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙)51223
• 代理人: 徐豐

技術領域

本發明涉及光信號調制技術領域，特別是涉及一種光單邊帶調制裝置與方法。

背景技術

光單邊帶調制(Optical Single Sideband Modulation)作為一種主要的光信號調制技術，在高速光纖通信系統、光載無線通信系統(Radio over Fiber)、高精度光器件測量、光纖傳感等領域有著重要的應用價值。

當前，實現光單邊帶調制的方法主要有光濾波法和干涉相消法兩類。光濾波法是讓電光調制器工作在小信號區域，僅產生光載波、正向一階諧波分量和負向一階諧波分量，然后利用光濾波器，如光纖布拉格光柵、基于馬赫增德爾干涉儀(Mach-Zehnder Interferometer)結構的光濾波器或基于Sagnac干涉儀結構的光濾波器，濾除其中一種一階諧波分量，從而實現單邊帶調制信號輸出。這種方法存在以下缺陷：一是當光濾波器的帶寬較寬時，很難在不影響光載波和其他邊帶的情況下濾除一種一階諧波分量；二是當光濾波器的寬帶較窄時，光單邊帶調制信號的頻率調諧范圍受到限制；三是光源和光濾波器的波長漂移受外界環境因素(如溫度、振動等)的影響較大，通常需要復雜的反饋穩定技術來保證通信系統的長期穩定工作。干涉相消法是使用雙驅動電光調制器，如雙驅動馬赫增德爾調制器(Dual-Drive Mach-Zehnder Modulator)或雙平行馬赫增德爾調制(Dual-Parallel Mach-Zehnder Modulator)，通過優化兩路微波驅動調制信號之間的相位差和電光調制器的直流偏置，使得電光調制器的上下兩路調制信號耦合時某一階諧波分量干涉相消，實現光單邊帶調制信號的生成。雖然該方法具有寬帶可調諧的能力，且電光調制器便于集成以實現系統的小型化，但電光調制器是非線性器件，輸出的調制信號除載波和某一階諧波分量外，還包含許多其它的高階諧波分量，這些高階諧波分量不但在通信系統里面會引入頻率相關的功率損耗來限制通信距離，而且在高精度光器件測量中也會影響測量精度。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是克服現有光單邊帶調制技術的不足，提供一種光單邊帶調制裝置與方法，能夠有效地抑制光調制信號中的高階諧波分量。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種光單邊帶調制裝置，包括激光源、微波源、電光相位調制器、光濾波器和摻鉺光纖放大器，所述微波源的輸出端與所述電光相位調制器的微波輸入端連接，所述激光源的輸出端與所述電光相位調制器的光輸入端連接，所述電光相位調制器的輸出端與所述光濾波器的輸入端連接，所述光濾波器的輸出端與所述摻鉺光纖放大器的輸入端連接；所述激光源用于生成連續的光信號；所述微波源用于生成微波信號；所述電光相位調制器用于接收光信號和微波信號，并根據所述微波信號對所述光信號進行調制，生成包含光載波和多階諧波分量的光調制信號；所述光濾波器用于選通所述光調制信號的光載波以及正向多階諧波分量和負向多階諧波分量中的一者，濾除或衰減所述光調制信號的正向多階諧波分量和負向多階諧波分量中的另一者，使得正向多階諧波分量和負向多階諧波分量的幅值不相等；所述摻鉺光纖放大器用于調節所述光調制信號的信號功率，以使得所述光調制信號注入光纖時，所述光調制信號的光載波和正向一階諧波分量或者所述光調制信號的光載波和負向一階諧波分量達到受激布里淵散射閾值，進而生成反向傳輸的斯托克斯信號。

優選地，所述光單邊帶調制裝置還包括光環形器，所述光環形器包括第一端、第二端和第三端，所述光環形器的第一端與所述摻鉺光纖放大器的輸出端連接，用于接收調節信號功率后的所述光調制信號；所述光環形器的第二端連接光纖，用于將所述光調制信號注入所述光纖以及接收所述光纖中反向傳輸的所述斯托克斯信號；所述光環形器的第三端用于輸出所述斯托克斯信號。

優選地，所述光濾波器具體用于選通位于濾波通帶內的所述光調制信號的光載波和正向多階諧波分量，濾除或衰減位于濾波阻帶內的負向多階諧波分量，或者選通位于濾波通帶內的所述光調制信號的光載波和負向多階諧波分量，濾除或衰減位于濾波阻帶內的正向多階諧波分量。

優選地，所述光濾波器為光帶通濾波器或光帶阻濾波器。

優選地，所述電光相位調制器具體用于根據微波信號的頻率對所述光信號進行調制，以改變所述光調制信號的諧波分量間隔。