[發明專利]一種基于射頻信號延遲光子時間拉伸模數轉換方法及系統

有效

• 申請號: 202010553566.2
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111679530B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 楊淑娜;王劍;池灝;李齊良;楊波;曾然
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: G02F7/00
• 分類號: G02F7/00
• 代理公司: 浙江千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

1.一種基于射頻信號延遲光子時間拉伸模數轉換方法，其特征在于，包括步驟：

S1.鎖模激光器產生光脈沖序列，所述產生的光脈沖序列經過第一段色散光纖傳播展寬后經過光分束器分別進入第一馬赫-曾德爾調制器和第二馬赫-曾德爾調制器；

S2.射頻信號發生器產生射頻信號，所述產生的射頻信號一路進入第一馬赫-曾德爾調制器，另一路通過射頻延遲單元后進入第二馬赫-曾德爾調制器；

S3.所述第一馬赫-曾德爾調制器輸出第一光信號，所述輸出的第一光信號經過第二段色散光纖傳播后進入第一波分解復用器；所述第二馬赫-曾德爾調制器輸出第二光信號，所述輸出的第二光信號經過第三段色散光纖傳播后進入第二波分解復用器；

S4.所述第一波分解復用器輸出四路光信號，所述第一波分解復用器輸出的四路光信號分別經過第一光電檢測器、第二光電檢測器、第三光電檢測器、第四光電檢測器后轉換為電信號并進入電ADC陣列；第二波分解復用器輸出四路光信號，所述第二波分解復用器輸出的四路光信號分別經過第五光電檢測器、第六光電檢測器、第七光電檢測器、第八光電檢測器后轉換為電信號并進入電ADC陣列；

S5.所述電ADC陣列輸出數字信號，所述輸出的數字信號加載到數字信號處理模塊中進行處理，得到完整的拉伸后的射頻信號。

2.根據權利要求1所述的一種基于射頻信號延遲光子時間拉伸模數轉換方法，其特征在于，所述鎖模激光器產生的光脈沖序列是周期為T₀的光脈沖序列。

3.根據權利要求2所述的一種基于射頻信號延遲光子時間拉伸模數轉換方法，其特征在于，所述第一波分解復用器與第二波分解復用器為完全相同的波分解復用器，所述波分解復用器的光譜總寬度為Δλ。

4.根據權利要求3所述的一種基于射頻信號延遲光子時間拉伸模數轉換方法，其特征在于，所述第一段色散光纖的色散系數為D₁，第一段色散光纖的長度為L₁，且滿足：

T₀＝ΔλD₁L₁。

5.根據權利要求2所述的一種基于射頻信號延遲光子時間拉伸模數轉換方法，其特征在于，所述射頻延遲單元的延遲時間滿足τ＝T₀/8。

6.根據權利要求1所述的一種基于射頻信號延遲光子時間拉伸模數轉換方法，其特征在于，所述第一馬赫-曾德爾調制器對射頻信號發生器產生的射頻信號的調制和第二馬赫-曾德爾調制器對射頻延遲單元延遲的射頻信號的調制采用雙邊帶調制。

7.根據權利要求4所述的一種基于射頻信號延遲光子時間拉伸模數轉換方法，其特征在于，所述第二段色散光纖的色散系數D₂、第三段色散光纖的色散系數D₃以及第一段色散光纖的色散系數D₁滿足D₂＝D₃＝D₁；所述第二段色散光纖的長度L₂、第三段色散光纖的長度L₃以及第一段色散光纖的長度L₁滿足L₂＝L₃＝3L₁。

8.根據權利要求1所述的一種基于射頻信號延遲光子時間拉伸模數轉換方法，其特征在于，所述第一光電檢測器、第二光電檢測器、第三光電檢測器、第四光電檢測器、第五光電檢測器、第六光電檢測器、第七光電檢測器、第八光電檢測器的響應度R_D完全相同。

9.一種基于射頻信號延遲光子時間拉伸模數轉換系統，其特征在于，包括鎖模激光器、第一段色散光纖、光分束器、第一馬赫-曾德爾調制器、第二馬赫-曾德爾調制器、射頻信號發生器、射頻延遲單元、第二段色散光纖、第三段色散光纖、第一波分解復用器、第二波分解復用器、第一光電檢測器、第二光電檢測器、第三光電檢測器、第四光電檢測器、第五光電檢測器、第六光電檢測器、第七光電檢測器、第八光電檢測器、電ADC陣列、數字信號處理模塊；

所述鎖模激光器與光分束器通過第一色散光纖連接；光分束器分別連入第一馬赫-曾德爾調制器和第二馬赫-曾德爾調制器；射頻信號發生器分別連接第一馬赫-曾德爾調制器和射頻延遲單元；射頻延遲單元連接第二馬赫-曾德爾調制器；第一馬赫-曾德爾調制器通過第二段色散光纖與第一波分解復用器連接；第一波分解復用器分別與第一光電檢測器、第二光電檢測器、第三光電檢測器、第四光電檢測器連接；第二馬赫-曾德爾調制器通過第三段色散光纖與第二波分解復用器連接；第二波分解復用器分別與第五光電檢測器、第六光電檢測器、第七光電檢測器、第八光電檢測器連接；所述第一光電檢測器、第二光電檢測器、第三光電檢測器、第四光電檢測器、第五光電檢測器、第六光電檢測器、第七光電檢測器、第八光電檢測器均與電ADC陣列連接；電ADC陣列與數字信號處理模塊連接。