[發明專利]一種基于雙電極馬赫?曾德調制器產生光學奈奎斯特脈沖的裝置

在審

• 申請號: 201710420592.6
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107085318A
• 公開（公告）日: 2017-08-22
• 發明（設計）人: 樓俊;潘玉玨;朱民
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01;H04B10/508;H04B10/524
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于雙電極馬赫-曾德調制器產生光學奈奎斯特脈沖的裝置，本發明屬于光纖通信處理領域，用于提升光纖通信系統的傳輸容量。

背景技術

近年來，互聯網已經滲透到我們生活的方方面面，特別在“互聯網+”的大背景下，給各行業帶來了極大的沖擊和新的視角。智能手機、社交媒體、高清互聯網電視、網絡多媒體、物聯網、大數據和云計算等新型業務快速發展。網絡已經成為人們生活的一部分，與此同時，人們對網絡帶寬或者說“網速”的要求不斷增加，降價提速已經成為主流渴求。與此相關的是，通信網絡中的信息傳輸速率和數據流量一直在大幅增長，對組成通信網絡最基礎的物理層鏈路--光纖網絡提出了高性能高可靠性的要求。國內外越來越多的專家學者開始關注超高速、超大容量、高譜效率光信號的產生技術。

光時分復用(OTDM)技術已被廣泛用于提高符號速率調制帶寬限制。特別地，由于其抑制的符號間干擾，高頻譜效率和高色散容限的光學奈奎斯特脈沖被認為是對OTDM傳輸最有潛力的候選者。脈沖的特征在于滾降因子α(0≤α≤1)，α＝0對應于具有最小化光譜寬度的矩形頻譜的正弦形狀的時間波形。較大的α值會增加光譜寬度，同時在時間波形中阻止振蕩尾部。

目前有通過使用光學頻率梳(OFC)發生器和光學帶通濾波器或任意的濾光器來產生脈沖，雖然任意的濾光器可用于控制α，但是對于每個OFC線，許多控制端子使系統復雜化，并且濾波器的插入損耗是不期望的。通過使用兩個同步的MZM來證明直接光學奈奎斯特脈沖產生。雖然這種技術在不使用任何外部濾波器的情況下可以產生具有α＝0的光學奈奎斯特脈沖，但是可用的重復頻率被減少到MZM調制帶寬的三分之二，并且使用兩個MZM引起的大的插入損耗仍然是一個問題。目前報道了光學參數擴增的使用，然而由于其非線性特性，自相位調制對于穩定操作是非常不方便的。另一方面，有一個帶有外部帶通濾波器的光學奈奎斯特脈沖發生器和基于時間透鏡的平坦OFC發生器的報告，這種技術相對簡單，但是需要使用外部帶通濾波器進行光譜整形。基于CW激光源和外部調制器的無源配置在簡單性，穩定性和與單片集成半導體激光器和調制器的兼容性方面仍然具有一定的優勢。例如，通過使用雙電極馬赫-曾德調制器(MZM)產生的脈沖由于其被動配置而具有超低的時間抖動性。從節約成本的角度考慮，需要研究更為廉價的光學奈奎斯特脈沖裝置。

發明內容

本發明的基本構思是：使用由基波和二次諧波射頻信號的組合驅動的雙電極馬赫-曾德調制器(MZM)來演示簡單高效的奈奎斯特脈沖產生。該裝置在MZM中創建的升余弦形時間濾波器和時間透鏡，而無需任何外部光學濾波器，從而產生具有0.52的滾降因子和37％固有轉換效率的光學奈奎斯特脈沖。

本發明提供一種基于雙電極馬赫-曾德調制器產生光學奈奎斯特脈沖的裝置，包括：

一信號發生器，用于產生頻率為6GHz的射頻信號；

一倍增器，用于產生12GHz的二次諧波信號；

一隔離18dB信號的射頻組合器，用于將射頻信號和二次諧波信號進行放大和組合并施加到MZM的一個電極上；

一雙電極馬赫-曾德調制器，半波長電壓V_π為5.3V，調制帶寬＞25GHz；

一直流電壓，用于施加電壓到另一電極上；

一CW激光器，波長為1549.8nm，用于產生寬帶光信號；

一單模光纖，長度為6km；

一摻餌光纖放大器；

一光譜儀；

一光采樣示波器，用于測量波形。

本發明的有益效果：

通過二次諧波射頻信號來修改時間濾波器和時間透鏡，可以實現α(在α＞0.3)內的適度可調性。該裝置不需要任何外部光學濾波器，對于奈奎斯特脈沖的產生具有節能和縮小成本效益。

附圖說明

圖1為本發明所涉及的一種基于雙電極馬赫-曾德調制器產生光學奈奎斯特脈沖的裝置的整體示意圖。

圖2為本發明所涉及的一種基于雙電極馬赫-曾德調制器產生光學奈奎斯特脈沖的裝置的原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

圖1為本發明所涉及的一種基于雙電極馬赫-曾德調制器產生光學奈奎斯特脈沖的裝置的整體示意圖。該裝置包括信號發生器、倍頻器、移相器、射頻組合器、射頻放大器、雙電極馬赫-曾德調制器、CW激光器、直流電源、單模光纖、摻鉺光纖放大器、光譜儀及光采樣示波器。

信號發生器1，其輸出端與倍頻器2的輸入端口相連；