[發(fā)明專利]一種利用雙偏振正交相移鍵控調(diào)制器和平衡光電探測器產(chǎn)生倍頻三角波信號(hào)的方法

有效

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• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN106877938B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖進(jìn)勃;文愛軍;張武
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B10/50
• 分類號(hào): H04B10/50;H04B10/548;H04B10/69
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本發(fā)明公開了一種利用雙偏振正交相移鍵控調(diào)制器和平衡光電探測器產(chǎn)生倍頻三角波信號(hào)的方法，涉及微波與光通信技術(shù)領(lǐng)域，主要應(yīng)用于倍頻三角波的生成。所述方法如附圖所示，包括光源1、射頻信號(hào)源2、電放大器3、電功分器4和5和7、電移相器6和8、雙偏振正交相移鍵控調(diào)制器9、偏振控制器10、偏振分束器11以及平衡光電探測器12。調(diào)節(jié)偏置電壓在一個(gè)偏振態(tài)上生成光載波與正負(fù)4階邊帶，在另一個(gè)偏振態(tài)上生成正負(fù)2階邊帶，經(jīng)過偏振復(fù)用后送入平衡光電探測器拍頻產(chǎn)生全周期的三角形脈沖，脈沖重復(fù)率為射頻信號(hào)頻率的二倍。由于使用集成器件實(shí)現(xiàn)偏振復(fù)用并且不用光帶通濾波器，因此生成的倍頻三角形脈沖且具有很好的穩(wěn)定性與重復(fù)率調(diào)諧性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光通信技術(shù)領(lǐng)域和微波技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及光通信技術(shù)中利用雙偏振正交相移鍵控調(diào)制器和平衡光電探測器產(chǎn)生三角波信號(hào)的方法。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，大容量甚至超大容量的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)電光信號(hào)處理技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜度高、處理速率低、消耗嚴(yán)重等缺點(diǎn)凸顯，而全光信號(hào)處理的復(fù)雜程度和耗能程度遠(yuǎn)不及電光處理技術(shù)，可以從根本上解決傳統(tǒng)電光信號(hào)處理中“電子瓶頸”的問題。近來，高重復(fù)頻率的具有特殊時(shí)域形狀的超短光脈沖的產(chǎn)生及其在全光信號(hào)處理中的應(yīng)用得到了深入研究，比如拋物型脈沖、矩形脈沖和三角形脈沖等。其中，三角形光脈沖在全光波長轉(zhuǎn)換、全光分插復(fù)用、全光時(shí)分復(fù)用—波分復(fù)用的信號(hào)轉(zhuǎn)換等應(yīng)用中顯示出比傳統(tǒng)的高斯脈沖或雙曲正割脈沖明顯的優(yōu)勢，是一種極具吸引力的特殊脈沖形狀。

三角形脈沖是一種在時(shí)域范圍內(nèi)具有線性上升沿和下降沿的特殊光脈沖形式。與方波一樣，三角波在頻譜中只有奇次諧波，不同的是三角波的高次諧波下降速度比方波的快得多，除此之外，三角形脈沖在波形上具有線性斜率，即三角形脈沖的強(qiáng)度前后沿均為變化率恒定的直線。由于其脈沖頻譜和波形線性的優(yōu)勢，三角形脈沖被廣泛的應(yīng)用于光子學(xué)領(lǐng)域，前景廣闊，比如：將三角形光脈沖作為泵浦光應(yīng)用于采用光纖自相位調(diào)制或交叉相位調(diào)制原理的波長轉(zhuǎn)換器中，實(shí)現(xiàn)高效的全光波長轉(zhuǎn)換，可以優(yōu)化波長轉(zhuǎn)換器的性能；將三角形光脈沖作為泵浦光還可以用于光脈沖信號(hào)的時(shí)域和頻域同時(shí)復(fù)制；除此之外，利用對稱的三角形光脈沖可以實(shí)現(xiàn)時(shí)分復(fù)用TDM到波分復(fù)用WDM的有效轉(zhuǎn)換；三角形脈沖還可以用來進(jìn)行脈沖壓縮以及信號(hào)再生。由此可見，三角形光脈沖在全光信號(hào)處理領(lǐng)域扮演著十分重要的角色。

從時(shí)域波形劃分，可將三角形脈沖分為對稱三角形和非對稱三角形，其中非對稱三角形脈沖通常又被稱作鋸齒形脈沖。衡量一個(gè)三角形脈沖發(fā)生器性能的指標(biāo)包括如下幾個(gè)方面：(1)功率輸出穩(wěn)定(2)重復(fù)速率可調(diào)(3)脈沖寬度可調(diào)(4)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活，組成設(shè)備簡單易于獲得，小型化方便集成(5)設(shè)計(jì)成本低廉。

目前光生三角形脈沖的技術(shù)主要可以分為三類，一是通過光學(xué)光譜整形，二是利用光纖的非線性，通過控制光纖的長度產(chǎn)生三角波，三是通過處理電光調(diào)制器的諧波。研究表明，第三種方案中，通過合理控制調(diào)整正弦脈沖信號(hào)的傅里葉分量就可以得到全周期的三角形脈沖序列。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決背景技術(shù)中所存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種利用雙平行相移鍵控調(diào)制器結(jié)合平衡探測產(chǎn)生倍頻三角形脈沖的方法。通過簡單合理的參數(shù)設(shè)置，達(dá)到抑制4次諧波的效果，從而得到較高質(zhì)量的全周期倍頻三角形脈沖信號(hào)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：所述裝置包括光源1、射頻信號(hào)源2，電放大器3、電功分器4、電功分器5、電移相器6、電功分器7、電移相器8、雙偏振正交相移鍵控調(diào)制器9、偏振控制器10、偏振分束器11，平衡光電探測器12。光源的輸出端口與雙偏振正交相移鍵控調(diào)制器的輸入端口相連；調(diào)制器的輸出端依次連接一個(gè)偏振控制器和偏振分束器；偏振分束器的兩個(gè)輸出端口分別連接到平行光電探測器的兩個(gè)輸入端口；偏振分束器輸出的光信號(hào)可接光頻譜儀進(jìn)行測試，光電探測器的輸出端可接頻譜分析儀與采樣示波器進(jìn)行測試。