[發明專利]光子連續時間壓縮裝置及其方法

有效

• 申請號: 201810798616.6
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108880695B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 易重銀;池灝;金韜;鄭史烈;章獻民;金曉峰;余顯斌;楊冬曉
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04B10/70
• 分類號: H04B10/70
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 傅朝棟;張法高

本發明公開了一種光子連續時間壓縮裝置及其方法，涉及微波光子學和光通信領域。該裝置中，第一色散光纖與第二色散光纖的色散系數相反，第一色散光纖的色散量大于第二色散光纖；鎖模激光器、第一色散光纖、N通道波分解復用器通過光纖順次相連；N通道波分解復用器的N個通路與N通道波分復用器的N個通路兩兩通過光纖相連，且每條連接通路的光纖上分別設有一個電光調制器；N通道波分復用器、第二色散光纖和光電探測器通過光纖順次相連；分別向N個電光調制器輸入電信號，從光電探測器的輸出端得到壓縮后的輸出電信號。本發明采用N通道的光子時間壓縮方案，可實現輸入電信號N倍的提高。

技術領域

本發明涉及微波光子學和光通信領域，具體涉及一種采用光子學的方法去實現連續低速電信號在時間上被壓縮。

背景技術

作為數字世界和模擬世界的接口，數模轉換器已被廣泛應用于音頻信號處理，數字綜合以及有線和無限通信上，其重要性日益突出。目前，計算機數字信號處理的速度已經得到很大提高，而作為模擬輸出和數字處理中間必不可少的數模轉換器的速度卻沒有很大提高。因此，單純依賴于提高數模轉換器的速度和精度來產生高速模擬信號受到了極大的限制。再者，電子器件和電子電路的發展受限使得用電子學的方法產生高速數字信號成為難點。

通過對數模轉換器輸出模擬信號的后端處理，實現模擬信號的提速，成為了一種有效、可行的方法。其相當于間接提高了數模轉換器的轉換速度。Jin U K,Michael Y F,and Ronald D E,“Demonstration of microwave frequency shifting by use of ahighly chirped mode-locked fiber laser”,Optics letters,1998,23(15):1188-1190中首次提出了光子時間壓縮的概念，并通過實驗驗證了利用光子時間壓縮技術去實現模擬電信號頻率提升的可能。該方案中，具體表現為先將光脈沖信號通過光纖色散拉伸，通過馬赫曾德爾調制器將低速電信號調制到光信號上，再通過一段色散量相對較小，系數相反的光纖將信號壓縮，經過光電探測器轉換，輸出相對高速的電信號。實現了約10.2GHz輸入信號到約15.2GHz輸出信號的轉換。同時，當輸入信號為數字信號時，也能產生高速的數字信號。

但是，由于單通道脈沖寬度的限制，上述方案只能對有限時間窗口的信號進行壓縮，對于連續時間信號的處理存在不足。為解決對連續時間信號進行壓縮的問題，本方案提出了一種多通道光子時間壓縮系統，實現了連續時間信號的處理。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中存在的問題，并提供一種采用光子學的方法去實現連續低速電信號的時間壓縮，使得信號的頻率提升，獲得高速的模擬或數字信號。具體技術方案如下：

一種光子連續時間壓縮裝置，其包括鎖模激光器、第一色散光纖、N通道波分解復用器、N個電光調制器、N通道波分復用器、第二色散光纖和光電探測器；其中，第一色散光纖與第二色散光纖的色散系數相反，第一色散光纖的色散量大于第二色散光纖；鎖模激光器、第一色散光纖、N通道波分解復用器通過光纖順次相連；N通道波分解復用器的N個通路與N通道波分復用器的N個通路兩兩通過光纖相連，且每條連接通路的光纖上分別設有一個電光調制器；N通道波分復用器、第二色散光纖和光電探測器通過光纖順次相連；分別向N個電光調制器輸入電信號，從光電探測器的輸出端得到壓縮后的輸出電信號。

作為優選，所述的N為大于1的整數。

作為優選，所述的N＝4，N通道波分解復用器的四個通路分別通過第一電光調制器、第二電光調制器、第三電光調制器、第四電光調制器與N通道波分復用器相連。