[發明專利]基于DP-DPMZM的微波光子相位可調頻率變換方法和系統

在審

• 申請號: 201911128708.4
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110890923A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 馬健新;陳豆
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04B10/516
• 分類號: H04B10/516;H04B10/548;H04B10/70
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種基于雙偏振雙平行馬赫增德爾調制器DP-DPMZM和偏振調制器PolM的微波光子相位可調的頻率變換方法，通過調節DP-DPMZM的偏置電壓正負和本振信號頻率實現頻率可調的上下變頻，通過調節PolM的直流偏置電壓能夠實現任意的線性相移，所述方法包括以下步驟：

將激光源產生的頻率為f_C的連續光波CW注入DP-DPMZM，然后用射頻信號和本振信號分別驅動DP-DPMZM的上下兩路，設置DP-DPMZM的偏置電壓使上下兩路的DPMZM都位于最小傳輸點，DPMZM1在射頻信號驅動下輸出載波抑制射頻單邊帶光波E_X，DPMZM2在本振信號驅動下輸出載波抑制本振單邊帶光波E_Y，通過改變本振信號頻率和偏置電壓調節光波E_X和E_Y之間的頻率間隔，光波E_Y經偏振旋轉后通過偏振合束器PBC與光波E_X正交合路，DP-DPMZM輸出包含正交偏振的兩個光波E_X和E_Y的光載射頻信號；

當DP-DPMZM輸出的光載射頻信號注入PolM，并保證光載射頻信號的兩個正交偏振的光波E_X和E_Y與PolM的TM和TE模對齊時，通過施加到PolM的偏置電壓在光波E_X和E_Y之間引入連續可調的線性的相對相移；

經過相移的光載射頻信號通過與偏振調制器PolM主軸成45°角的偏振片Pol，光波E_X和E_Y投影到相同偏振方向，并經光電二極管進行光電轉換輸出經頻率變換和相移的射頻信號。

2.如權利要求1所述方法，其特征在于，所述DP-DPMZM器件：

DP-DPMZM由兩個雙平行馬赫增德爾調制器DPMZM和一個90°偏振旋轉器構成，這里兩個DPMZM的每個子MZM和父MZM的半波電壓均為V_π；注入到DP-DPMZM的、頻率為f_C的光信號由1×2光耦合器分成兩路，其中一路光信號注入到由一個DPMZM(DPMZM1)構成的上支路，另一路光信號注入到由一個DPMZM(DPMZM2)串聯一個90°偏振旋轉器構成的下支路，上下支路的輸出與偏振波束合成器PBC相連接，實現光信號合路；DPMZM1中的兩個子MZM和父MZM的偏置電壓為V_b1＝V_b2＝V_π、V_b3＝V_π/2，DPMZM1在頻率為f_RF＝ω_RF/2π的射頻信號驅動下輸出頻率為f_C+f_RF的載波抑制射頻單邊帶光波E_X；DPMZM2中的兩個子MZM和父MZM的偏置電壓為V_b4＝V_b5＝V_π、V_b6＝±V_π/2，DPMZM2在頻率為f_LO的本振信號驅動下輸出頻率為f_C±f_LO的載波抑制本振單邊帶光波E_Y，具體上、下變頻取決于父MZM的偏置電壓V_b6的正、負號；光波E_Y經90°偏振旋轉器后通過偏振合束器PBC與光波E_X正交合路，輸出頻率為f_RF±f_LO、包含E_X和E_Y兩個正交偏振光波的光載射頻信號；通過調節本振信號頻率和偏置電壓的正負改變光波E_X和E_Y之間的頻率間隔從而實現射頻信號的頻率變換。