[發明專利]一種單一波長全光可調的一階超寬帶信號產生方法及裝置

在審

• 申請號: 201811324615.4
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109270765A
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發明（設計）人: 胡哲峰;潘一;徐健輝;陳開鑫
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G02F3/00
• 分類號: G02F3/00;G02F1/39
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中

本發明公開了一種單一波長全光可調的一階超寬帶信號產生方法及裝置。本發明利用正極性的高斯光脈沖經過雙端口光學邏輯非門得到同一波長上的正、負極性的高斯光脈沖，再經過延時、組合，實現了單一波長上全光一階超寬帶信號的輸出。所產生信號的脈沖寬度、射頻譜可調諧，且脈沖的正負極性可切換。該裝置結構簡單、操作便捷、實現成本低，而且可以通過對光延時的簡單操控，同時實現脈沖寬度和射頻譜可調諧以及脈沖極性可切換的功能，具有較好的實用價值和實際可操作性。

技術領域

本發明涉及微波光子和光通信技術領域，具體涉及一種單一波長全光可調的一階超寬帶信號產生方法及裝置。

背景技術

無線通信中的超寬帶技術因具有帶寬很寬、傳輸速率較高、發射功率極低且功耗小、保密性較好等優點，而被認為是一種非常有前途的新興技術，在短距離、大容量無線通信系統及寬帶傳感網絡中具有十分廣闊的應用前景。然而由于射頻信號在空氣中傳播時損耗非常大，且容易受到障礙物的阻擋，超寬帶技術所規定的發射功率又極低，所以它主要應用于無線個域網和無線局域網等短距離無線通信的場合，而不太適合以射頻信號的形式直接在空氣中進行長距離的傳輸。然而，如果只是單純地在射頻通信上使用超寬帶技術，則難以構建一個有廣闊的覆蓋面的通信網絡，極大地限制了超寬帶技術的應用范圍。

光纖通信系統在長距離傳輸時則具有損耗低、抗干擾能力強等獨特的優點。因此，將超寬帶技術與光纖通信技術融合起來，成為了超寬帶信號在進行遠距離連接時非常好的解決方案。最近，這種融合也使得在光域內直接產生超寬帶信號的研究引起了極大的關注。尤其是脈沖寬度和射頻譜可調諧、脈沖極性可切換的系統，將使得超寬帶技術的應用更加靈活，適應范圍更加廣泛。

2010年，華中科技大學的研究小組報道了一種全光可調可切換一階超寬帶信號的產生方案，但該方案所產生的超寬帶脈沖不在單一波長上，是兩個光波長上的混合信號。這種混合信號在經過光纖傳輸時，由于色散的影響，會使得兩個波長上的信號發生走離，而不能保持一階超寬帶脈沖的形狀。2012年，該研究小組又使用雙端輸入時的半導體放大器實現了超寬帶信號的產生，但該方案所產生的超寬帶脈沖仍舊是兩個不同波長上的混合信號，且并未實現脈沖寬度和射頻譜可調諧以及脈沖極性可切換的功能。目前對于單一波長上實現脈沖極性可切換的研究已有一些報道，但在此同時又能實現脈沖寬度和射頻譜可調諧的功能則較為困難，尚需進行更深入的研究。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種單一波長全光可調的一階超寬帶信號產生方法及裝置解決了現有光學一階超寬帶信號發生器發生機制復雜，難以同時實現可協調和可切換以及所產生的信號不在單一波長上的問題。

為了達到上述發明目的，本發明采用的技術方案為：一種單一波長全光可調的一階超寬帶信號產生方法，包括以下步驟：

S1、將輸入信號光和輸入探測光分別注入雙端口光學邏輯非門的兩個輸入端口，并在兩個輸出端分別得到輸出探測光和輸出信號光；

S2、將輸出信號光輸入可調延時單元1，將輸出探測光輸入可調延時單元2，使輸出信號光與輸出探測光之間具有相對延時；

S3、將輸出信號光和輸出探測光合并為輸出脈沖，通過調節可調延時單元1和可調延時單元2的延時量，改變相對延時的大小，進而實現輸出脈沖極性的可切換。

進一步地：所述步驟S1中輸入信號光和輸入探測光的產生方法為：激光器產生的激光通過第一耦合器被分為兩路，其中一路通過光調制器調制得到正極性的高斯光脈沖作為輸入信號光，另一路通過單模光纖進行解相干作為輸入探測光。

進一步地：所述步驟S2中相對延時的計算方法為：

Δt＝Δt₁-Δt₂

上式中，Δt為相對延時，Δt₁為可調延時單元1的延時量，Δt₂為可調延時單元2的延時量。