[發明專利]奈奎斯特脈沖產生裝置及操作方法

在審

• 申請號: 201811567403.9
• 申請日: 2018-12-20
• 公開（公告）號: CN109473860A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 吳侃;張丙建;劉思奇;鄒衛文;陳建平
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/10;H01S3/102;H01S3/109;H01S3/11
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種奈奎斯特脈沖產生裝置，包括可調連續光激光器、第一連接光纖、偏振控制器、第二連接光纖、第一推挽強度調制器、第三連接光纖、第二推挽強度調制器、第四連接光纖、可調帶通濾波器、輸出光纖、可調連續光激光器電學接口、第一推挽強度調制器電學接口、第二推挽強度調制器電學接口、可調帶通濾波器電學接口和控制模塊。本發明實現重復頻率在1GHz?40GHz可調、中心波長可調、低時間抖動的高重復頻率的奈奎斯特脈沖源，對微波信號要求較低，且實驗方案簡單。

技術領域

本發明涉及奈奎斯特脈沖源，是一種奈奎斯特脈沖產生裝置及操作方法。

背景技術

奈奎斯特脈沖具有矩形頻譜，使數據能夠以最小光譜帶寬進行編碼，并且本質上滿足零符號間干擾(ISI)的奈奎斯特準則，該特性使它們對通信系統非常有吸引力，而且在微波光子學技術中也有廣泛的應用。

一種典型的奈奎斯特脈沖產生方案是使用兩個調制器對連續光進行調制，利用鈮酸鋰調制器的非線性效應產生光頻梳，通過相位控制使產生的光頻梳是線性相位，從而得到時域對應的窄脈沖。該方案利用了鈮酸鋰調制器的電光效應，具有中心波長可調，脈沖頻率和脈沖寬度可調的優點。然而要實現更高的重復頻率和脈沖寬度，該方案對微波源的要求也相應提高，但是由于電器件的限制，微波源的頻率不能一直提高。所以如何利用較低的微波頻率來產生較高的脈沖重復頻率有待進一步研究。

已報道的奈奎斯特脈沖產生的方案主要有以下幾種：

方法1：基于光纖參量放大的方案。通過利用拋物線脈沖泵浦和相位調制器來補償泵浦引起的啁啾以產生奈奎斯特脈沖。該方案實驗方案復雜，且成本較高。

方法2：基于任意波形發生器(AWG)的脈沖調制方案。利用在AWG上產生sinc形狀的微波信號，通過調制器調制到光脈沖上。該方案提供相當好的滾降系數，但是受限于數模轉換器的分辨率，采樣速率和處理器容量都有限。

方法3：基于時間透鏡的脈沖整形方案。利用基于色散的啁啾線性化來改善相位特性。此方案相位控制方法復雜，不易實現。

方法4：基于級聯強度調制器的方案。利用調制器的電光效應產生平坦和相位鎖定的矩形光頻梳。此方案要求微波源同步，且不易實現高重復頻率和窄脈沖寬度。

總之，以上的幾種方法或者相位控制復雜或者受限于電器件速率的約束，產生的奈奎斯特脈沖的性能都欠佳。因此，需要一種高性能的脈沖光源方案，能夠兼顧重復頻率區間、多波長運行和微波頻率利用率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服上述現有技術的不足，提供一種奈奎斯特脈沖產生裝置及操作方法，該裝置采用單端推挽型的鈮酸鋰馬赫曾德爾調制器，將調制器工作于抑制奇數邊帶模式，實現兩倍于雙邊帶調制的光頻梳間隔和頻譜寬度，能產生頻譜近似于矩形的奈奎斯特脈沖，重復頻率在1GHz-40GHz之間可調，具有中心波長可調、支持多波長工作、高重復頻率和脈沖寬度窄的特點。

為了解決上述問題，本發明的技術解決方案如下：

一種奈奎斯特脈沖產生裝置，其特點在于包括可調連續光激光器、第一連接光纖、偏振控制器、第二連接光纖、第一推挽強度調制器、第三連接光纖、第二推挽強度調制器、第四連接光纖、可調帶通濾波器、輸出光纖、可調連續光激光器電學接口、第一推挽強度調制器電學接口、第二推挽強度調制器電學接口、可調帶通濾波器電學接口和控制模塊，沿激光器的激光輸出方向依次是所述的第一連接光纖、偏振控制器、第二連接光纖、第一推挽強度調制器、第三連接光纖、第二推挽強度調制器、第四連接光纖、可調帶通濾波器和輸出光纖，所述的控制模塊分別與所述的激光器的電學接口、第一推挽強度調制器的電學接口、第二推挽強度調制器的電學接口和可調帶通濾波器的電學接口相連。

所述的可調激光器是基于III-V族半導體的激光器，激光器的輸出波長的調節范圍在1520-1600nm。