[發(fā)明專(zhuān)利]奈奎斯特脈沖產(chǎn)生裝置及操作方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811567403.9
• 申請(qǐng)日: 2018-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109473860A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳侃;張丙建;劉思奇;鄒衛(wèi)文;陳建平
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01S3/00
• 分類(lèi)號(hào): H01S3/00;H01S3/10;H01S3/102;H01S3/109;H01S3/11
• 代理公司: 上海恒慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

一種奈奎斯特脈沖產(chǎn)生裝置，包括可調(diào)連續(xù)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(qiáng)度調(diào)制器、第三連接光纖、第二推挽強(qiáng)度調(diào)制器、第四連接光纖、可調(diào)帶通濾波器、輸出光纖、可調(diào)連續(xù)光激光器電學(xué)接口、第一推挽強(qiáng)度調(diào)制器電學(xué)接口、第二推挽強(qiáng)度調(diào)制器電學(xué)接口、可調(diào)帶通濾波器電學(xué)接口和控制模塊。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)重復(fù)頻率在1GHz?40GHz可調(diào)、中心波長(zhǎng)可調(diào)、低時(shí)間抖動(dòng)的高重復(fù)頻率的奈奎斯特脈沖源，對(duì)微波信號(hào)要求較低，且實(shí)驗(yàn)方案簡(jiǎn)單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及奈奎斯特脈沖源，是一種奈奎斯特脈沖產(chǎn)生裝置及操作方法。

背景技術(shù)

奈奎斯特脈沖具有矩形頻譜，使數(shù)據(jù)能夠以最小光譜帶寬進(jìn)行編碼，并且本質(zhì)上滿(mǎn)足零符號(hào)間干擾(ISI)的奈奎斯特準(zhǔn)則，該特性使它們對(duì)通信系統(tǒng)非常有吸引力，而且在微波光子學(xué)技術(shù)中也有廣泛的應(yīng)用。

一種典型的奈奎斯特脈沖產(chǎn)生方案是使用兩個(gè)調(diào)制器對(duì)連續(xù)光進(jìn)行調(diào)制，利用鈮酸鋰調(diào)制器的非線(xiàn)性效應(yīng)產(chǎn)生光頻梳，通過(guò)相位控制使產(chǎn)生的光頻梳是線(xiàn)性相位，從而得到時(shí)域?qū)?yīng)的窄脈沖。該方案利用了鈮酸鋰調(diào)制器的電光效應(yīng)，具有中心波長(zhǎng)可調(diào)，脈沖頻率和脈沖寬度可調(diào)的優(yōu)點(diǎn)。然而要實(shí)現(xiàn)更高的重復(fù)頻率和脈沖寬度，該方案對(duì)微波源的要求也相應(yīng)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(lái)產(chǎn)生較高的脈沖重復(fù)頻率有待進(jìn)一步研究。

已報(bào)道的奈奎斯特脈沖產(chǎn)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(guò)利用拋物線(xiàn)脈沖泵浦和相位調(diào)制器來(lái)補(bǔ)償泵浦引起的啁啾以產(chǎn)生奈奎斯特脈沖。該方案實(shí)驗(yàn)方案復(fù)雜，且成本較高。

方法2：基于任意波形發(fā)生器(AWG)的脈沖調(diào)制方案。利用在AWG上產(chǎn)生sinc形狀的微波信號(hào)，通過(guò)調(diào)制器調(diào)制到光脈沖上。該方案提供相當(dāng)好的滾降系數(shù)，但是受限于數(shù)模轉(zhuǎn)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(shí)間透鏡的脈沖整形方案。利用基于色散的啁啾線(xiàn)性化來(lái)改善相位特性。此方案相位控制方法復(fù)雜，不易實(shí)現(xiàn)。

方法4：基于級(jí)聯(lián)強(qiáng)度調(diào)制器的方案。利用調(diào)制器的電光效應(yīng)產(chǎn)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(shí)現(xiàn)高重復(fù)頻率和窄脈沖寬度。

總之，以上的幾種方法或者相位控制復(fù)雜或者受限于電器件速率的約束，產(chǎn)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(fù)頻率區(qū)間、多波長(zhǎng)運(yùn)行和微波頻率利用率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種奈奎斯特脈沖產(chǎn)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?tīng)栒{(diào)制器，將調(diào)制器工作于抑制奇數(shù)邊帶模式，實(shí)現(xiàn)兩倍于雙邊帶調(diào)制的光頻梳間隔和頻譜寬度，能產(chǎn)生頻譜近似于矩形的奈奎斯特脈沖，重復(fù)頻率在1GHz-40GHz之間可調(diào)，具有中心波長(zhǎng)可調(diào)、支持多波長(zhǎng)工作、高重復(fù)頻率和脈沖寬度窄的特點(diǎn)。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下：

一種奈奎斯特脈沖產(chǎn)生裝置，其特點(diǎn)在于包括可調(diào)連續(xù)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(qiáng)度調(diào)制器、第三連接光纖、第二推挽強(qiáng)度調(diào)制器、第四連接光纖、可調(diào)帶通濾波器、輸出光纖、可調(diào)連續(xù)光激光器電學(xué)接口、第一推挽強(qiáng)度調(diào)制器電學(xué)接口、第二推挽強(qiáng)度調(diào)制器電學(xué)接口、可調(diào)帶通濾波器電學(xué)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(qiáng)度調(diào)制器、第三連接光纖、第二推挽強(qiáng)度調(diào)制器、第四連接光纖、可調(diào)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(xué)接口、第一推挽強(qiáng)度調(diào)制器的電學(xué)接口、第二推挽強(qiáng)度調(diào)制器的電學(xué)接口和可調(diào)帶通濾波器的電學(xué)接口相連。

所述的可調(diào)激光器是基于III-V族半導(dǎo)體的激光器，激光器的輸出波長(zhǎng)的調(diào)節(jié)范圍在1520-1600nm。