一種產(chǎn)生光采樣脈沖序列的系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種產(chǎn)生光采樣脈沖序列的系統(tǒng)及方法，包括以下步驟：S1、多個(gè)不同波長的光源產(chǎn)生的光經(jīng)過波分復(fù)用器耦合為一束光；S2、所述一束光經(jīng)過級(jí)聯(lián)的強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器，并在頻域上產(chǎn)生多個(gè)光頻梳；S3、對(duì)所述多個(gè)光頻梳進(jìn)行二次相位補(bǔ)償；S4、對(duì)步驟S3中經(jīng)過二次相位補(bǔ)償?shù)乃龆鄠€(gè)光頻梳附加不同斜率的線性相位，得到光脈沖序列；本發(fā)明通過對(duì)不同的光頻梳進(jìn)行二次相位補(bǔ)償，并附加特定的線性相移，不僅可以調(diào)節(jié)光脈沖的重復(fù)頻率，還可以對(duì)不同波長光脈沖之間的時(shí)間間隔進(jìn)行精確控制，實(shí)現(xiàn)不同波長脈沖在時(shí)間上等間隔，從而有助于光采樣ADC系統(tǒng)中各波長通道之間的校準(zhǔn)，提高整個(gè)ADC系統(tǒng)的性能。
【專利說明】一種產(chǎn)生光采樣脈沖序列的系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電子技術(shù)和光纖通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種產(chǎn)生光采樣脈沖序列的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]基于時(shí)分和波分復(fù)用技術(shù)的光子采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)系統(tǒng)由于其采樣脈沖所具有的高速率、低抖動(dòng)及后端波分技術(shù)降低了對(duì)電ADC帶寬的需求，使其在光子采樣領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用；在基于時(shí)間和波分復(fù)用技術(shù)的光采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中最重要的特點(diǎn)就是其采樣脈沖是由不同波長的脈沖在時(shí)間上間插復(fù)用構(gòu)成的，到目前為止產(chǎn)生這種在時(shí)間和波長上復(fù)用的脈沖的方法有兩種:(1)基于寬譜鎖模激光器，利用波分器件和光延時(shí)線產(chǎn)生時(shí)分和波分復(fù)用的光脈沖；(2)基于多個(gè)連續(xù)光激光器，利用色散作用同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖的壓縮和延時(shí)，形成時(shí)分和波分復(fù)用的光脈沖。
[0003]上述第一種方法受限于鎖模激光器的速率和帶寬，要產(chǎn)生高速的光脈沖會(huì)使得系統(tǒng)比較復(fù)雜；所述第二種方法，脈沖壓縮和延時(shí)是由同一個(gè)色散器件同時(shí)實(shí)現(xiàn)的，色散值要使得不同波長的脈沖在時(shí)間上是等間隔的，則此色散值可能不會(huì)使脈沖壓縮到足夠窄，從而引起相鄰脈沖的交疊，影響最后產(chǎn)生的時(shí)間波分交織光脈沖的質(zhì)量；經(jīng)過分析，這兩種方案的共同不足就是其不同波長脈沖之間的相對(duì)延時(shí)是不能夠精確控制的，這將給采樣之后的并行處理帶來困難，最終影響整個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的有效位數(shù)。
[0004]基于此，現(xiàn)有技術(shù)確有改善的必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提出了一種產(chǎn)生光采樣脈沖序列的系統(tǒng)及方法，使得不同波長光脈沖之間的時(shí)間間隔可以精確控制，并通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0006]一種產(chǎn)生光采樣脈沖序列的方法，包括以下步驟:
[0007]S1、多個(gè)不同波長的光源產(chǎn)生的光經(jīng)過波分復(fù)用器耦合為一束光；
[0008]S2、所述一束光經(jīng)過級(jí)聯(lián)的強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器，并在頻域上產(chǎn)生多個(gè)光頻梳；
[0009]S3、對(duì)所述多個(gè)光頻梳進(jìn)行二次相位補(bǔ)償；
[0010]S4、對(duì)步驟S3中經(jīng)過二次相位補(bǔ)償?shù)乃龆鄠€(gè)光頻梳附加不同斜率的線性相位，得到光脈沖序列。
[0011]所述步驟S4附加的線性相位的斜率對(duì)應(yīng)于時(shí)域上各波長脈沖的延時(shí)，該各波長脈沖的延時(shí)等差遞增。
[0012]所述強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器均由IOGHz的微波信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
[0013]所述步驟S2進(jìn)一步包括對(duì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度調(diào)制器的微波信號(hào)的相移進(jìn)行控制。
[0014]所述步驟S2進(jìn)一步包括對(duì)驅(qū)動(dòng)相位調(diào)制器的微波信號(hào)的功率進(jìn)行放大。
[0015]所述步驟S2進(jìn)一步包括利用偏振控制器來控制光的偏振態(tài)。[0016]在所述步驟S3執(zhí)行前，所述多個(gè)光頻梳經(jīng)過摻餌光纖放大器。
[0017]所述光源為連續(xù)光激光器。
[0018]—種產(chǎn)生光米樣脈沖序列的系統(tǒng),包括有:
[0019]用于產(chǎn)生不同波長的多個(gè)光源；用于將多條不同波長的光稱合為一束光的波分復(fù)用器；
[0020]強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器，用于對(duì)所述一束光進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生光頻梳；
[0021]IOGHz的微波信號(hào)源，用于驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器；
[0022]相位處理單元，用于對(duì)產(chǎn)生的光頻梳進(jìn)行相位處理；
[0023]示波器和自相關(guān)儀，用于顯示最終產(chǎn)生的光采樣脈沖序列及其脈沖寬度。
[0024]所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
[0025]偏置電路，用于產(chǎn)生偏置電壓，控制強(qiáng)度調(diào)制器在線性調(diào)制區(qū)；
[0026]相移器，用于控制IOGHz的微波信號(hào)源的相移；
[0027]功率放大器,用于對(duì)IOGHz的微波信號(hào)源的功率進(jìn)行放大；
[0028]偏振控制器，用于控制光的偏振態(tài)；
[0029]摻餌光纖放大器，用于補(bǔ)償光的損耗。
[0030]本發(fā)明是基于光頻梳相位處理技術(shù)來產(chǎn)生高重復(fù)頻率的時(shí)間波長交織光采樣脈沖序列，通過對(duì)不同的光頻梳進(jìn)行二次相位補(bǔ)償，并附加特定的線性相移，不僅可以調(diào)節(jié)光脈沖的重復(fù)頻率，還可以對(duì)不同波長光脈沖之間的時(shí)間間隔進(jìn)行精確控制，實(shí)現(xiàn)不同波長脈沖在時(shí)間上等間隔，從而有助于光采樣ADC系統(tǒng)中各波長通道之間的校準(zhǔn)，提高整個(gè)ADC系統(tǒng)的性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]圖1為本發(fā)明的流程圖；
[0032]圖2為本發(fā)明的原理示意圖；
[0033]圖3為本發(fā)明的系統(tǒng)裝置圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面對(duì)于本發(fā)明所提出的一種產(chǎn)生光采樣脈沖序列的系統(tǒng)及方法，結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說明。
[0035]實(shí)施例1:
[0036]本實(shí)施例提供了一種產(chǎn)生光采樣脈沖序列的方法，包括以下步驟:
[0037]S1、多個(gè)不同波長的光源產(chǎn)生的光經(jīng)過波分復(fù)用器稱合為一束光；
[0038]S2、所述一束光經(jīng)過級(jí)聯(lián)的強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器，并在頻域上產(chǎn)生多個(gè)光頻梳；
[0039]S3、對(duì)所述多個(gè)光頻梳進(jìn)行二次相位補(bǔ)償；
[0040]S4、對(duì)步驟S3中經(jīng)過二次相位補(bǔ)償?shù)乃龆鄠€(gè)光頻梳附加不同斜率的線性相位，得到光脈沖序列。
[0041]所述步驟S4附加的線性相位的斜率對(duì)應(yīng)于時(shí)域上各波長脈沖的延時(shí)，該各波長脈沖的延時(shí)等差遞增。[0042]所述強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器均由IOGHz的微波信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
[0043]所述步驟S2進(jìn)一步包括對(duì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度調(diào)制器的微波信號(hào)的相移進(jìn)行控制。
[0044]所述步驟S2進(jìn)一步包括對(duì)驅(qū)動(dòng)相位調(diào)制器的微波信號(hào)的功率進(jìn)行放大。
[0045]所述步驟S2進(jìn)一步包括利用偏振控制器來控制光的偏振態(tài)。
[0046]在所述步驟S3執(zhí)行前，所述多個(gè)光頻梳經(jīng)過摻餌光纖放大器。
[0047]所述光源為連續(xù)光激光器。
[0048]本實(shí)施例還提供了一種產(chǎn)生光米樣脈沖序列的系統(tǒng)，包括有:
[0049]用于產(chǎn)生不同波長的多個(gè)光源；用于將多條不同波長的光稱合為一束光的波分復(fù)用器；
[0050]強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器，用于對(duì)所述一束光進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生光頻梳；
[0051]IOGHz的微波信號(hào)源，用于驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器；
[0052]相位處理單元，用于對(duì)產(chǎn)生的光頻梳進(jìn)行相位處理；
[0053]示波器和自相關(guān)儀，用于顯示最終產(chǎn)生的光采樣脈沖序列及其脈沖寬度。
[0054]所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括:
[0055]偏置電路，用于產(chǎn)生偏置電壓，控制強(qiáng)度調(diào)制器在線性調(diào)制區(qū)；
[0056]相移器，用于控制IOGHz的微波信號(hào)源的相移；
[0057]功率放大器,用于對(duì)IOGHz的微波信號(hào)源的功率進(jìn)行放大；
[0058]偏振控制器，用于控制光的偏振態(tài)；
[0059]摻餌光纖放大器，用于補(bǔ)償光的損耗。
[0060]實(shí)施例2:
[0061]本實(shí)施例結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述，如圖1、圖2、圖3所示，其中:
[0062]S1、多個(gè)不同波長的光源產(chǎn)生的光經(jīng)過波分復(fù)用器耦合為一束光JfN個(gè)不同波長的連續(xù)光激光器產(chǎn)生的光經(jīng)過波分復(fù)用器保偏耦合為一束光；在該實(shí)施例中，N為4，波長分別為入1、λ 2> λ 3>入4;
[0063]S2、所述一束光經(jīng)過級(jí)聯(lián)的強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器，并在頻域上產(chǎn)生多個(gè)光頻梳；如圖3所示，該強(qiáng)度調(diào)制器和該相位調(diào)制器均由IOGHz的微波信號(hào)驅(qū)動(dòng)，該強(qiáng)度調(diào)制器由偏置電路產(chǎn)生的偏置電壓控制其在線性調(diào)制區(qū)，該相位調(diào)制器所引入的相位是時(shí)間的平方項(xiàng)，即線性啁啾；所述光頻梳各譜線頻率間隔等于驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器的微波源的頻率f，如圖2 (a)所示；在該實(shí)施例中，所述四個(gè)光頻梳的譜線間隔為10GHz，在時(shí)域上所對(duì)應(yīng)的是占空比為50%的正弦脈沖，其3dB帶寬可以達(dá)到120GHz ；
[0064]S3、對(duì)所述多個(gè)光頻梳進(jìn)行二次相位補(bǔ)償；利用圖3所示的相位處理單元，對(duì)所述多個(gè)光頻梳添加如圖2 (b)所示的二次相位，以消除相位調(diào)制所引起的啁啾，從而在時(shí)域上實(shí)現(xiàn)對(duì)脈沖的壓縮，不同波長脈沖的中心位置是重合的，且該脈沖的重復(fù)頻率為f ；
[0065]S4、對(duì)步驟S3中經(jīng)過二次相位補(bǔ)償?shù)乃龆鄠€(gè)光頻梳附加不同斜率的線性相位，得到光脈沖序列；根據(jù)傅里葉變換的特性，時(shí)域波形的延時(shí)和所對(duì)應(yīng)頻譜的相移之間存在著線性映射關(guān)系，通過對(duì)脈沖頻譜相位的精確控制來實(shí)現(xiàn)時(shí)域波形的延時(shí)；因此，給不同的光頻梳附加特定的線性相移，如圖2 (c)所示，各組線性相位的斜率代表了不同波長脈沖的不同延時(shí)，而且各波長脈沖的延時(shí)是等差遞增的，使各波長脈沖在時(shí)間上具有等間隔Ι/Nf ；通過示波器和自相關(guān)儀的顯示，最終得到如圖2 (d)所示的時(shí)間波長交織光采樣脈沖，該多波長脈沖的重復(fù)頻率為Nf ;在該實(shí)施例中，該多波長脈沖的重復(fù)頻率為40GHz ；
[0066]實(shí)施例3:
[0067]本實(shí)施例是在實(shí)施例2的基礎(chǔ)上作進(jìn)一步改進(jìn)，在步驟S2中增加用來控制驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度調(diào)制器微波信號(hào)相移的相移器、用來控制光偏振態(tài)的偏振控制器、用來放大驅(qū)動(dòng)相位調(diào)制器微波信號(hào)功率的功率放大器，這樣，使產(chǎn)生的光頻梳關(guān)于其中心波長更加對(duì)稱，而且?guī)捀鼘?，有利于將脈沖壓縮更窄；在所述步驟S3執(zhí)行前，使所述多個(gè)光頻梳經(jīng)過摻餌光纖放大器，以補(bǔ)償光的損耗。
[0068]由以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明是基于光頻梳相位處理技術(shù)來產(chǎn)生高重復(fù)頻率的時(shí)間波長交織光采樣脈沖序列，通過對(duì)不同的光頻梳進(jìn)行二次相位補(bǔ)償，并附加特定的線性相移，不僅可以調(diào)節(jié)光脈沖的重復(fù)頻率，還可以對(duì)不同波長光脈沖之間的時(shí)間間隔進(jìn)行精確控制，實(shí)現(xiàn)不同波長脈沖在時(shí)間上等間隔，從而有助于光采樣ADC系統(tǒng)中各波長通道之間的校準(zhǔn)，提高整個(gè)ADC系統(tǒng)的性能。
[0069]以上實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種產(chǎn)生光采樣脈沖序列的方法，其特征在于，包括以下步驟: 51、多個(gè)不同波長的光源產(chǎn)生的光經(jīng)過波分復(fù)用器耦合為一束光； 52、所述一束光經(jīng)過級(jí)聯(lián)的強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器，并在頻域上產(chǎn)生多個(gè)光頻梳； 53、對(duì)所述多個(gè)光頻梳進(jìn)行二次相位補(bǔ)償； 54、對(duì)步驟S3中經(jīng)過二次相位補(bǔ)償?shù)乃龆鄠€(gè)光頻梳附加不同斜率的線性相位，得到光脈沖序列。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S4附加的線性相位的斜率對(duì)應(yīng)于時(shí)域上各波長脈沖的延時(shí)，該各波長脈沖的延時(shí)等差遞增。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器均由IOGHz的微波信號(hào)驅(qū)動(dòng)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S2進(jìn)一步包括對(duì)驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度調(diào)制器的微波信號(hào)的相移進(jìn)行控制。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S2進(jìn)一步包括對(duì)驅(qū)動(dòng)相位調(diào)制器的微波信號(hào)的功率進(jìn)行放大。
6.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟S2進(jìn)一步包括利用偏振控制器來控制光的偏振態(tài)。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步驟S3執(zhí)行前，所述多個(gè)光頻梳經(jīng)過摻館光纖放大器。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述光源為連續(xù)光激光器。
9.一種產(chǎn)生光米樣脈沖序列的系統(tǒng),其特征在于,包括有: 用于產(chǎn)生不同波長的多個(gè)光源；用于將多條不同波長的光稱合為一束光的波分復(fù)用器； 強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器，用于對(duì)所述一束光進(jìn)行調(diào)制，以產(chǎn)生光頻梳； IOGHz的微波信號(hào)源，用于驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度調(diào)制器和相位調(diào)制器； 相位處理單元，用于對(duì)產(chǎn)生的光頻梳進(jìn)行相位處理； 示波器和自相關(guān)儀，用于顯示最終產(chǎn)生的光采樣脈沖序列及其脈沖寬度。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括: 偏置電路，用于產(chǎn)生偏置電壓，控制強(qiáng)度調(diào)制器在線性調(diào)制區(qū)； 相移器，用于控制IOGHz的微波信號(hào)源的相移； 功率放大器，用于對(duì)IOGHz的微波信號(hào)源的功率進(jìn)行放大； 偏振控制器，用于控制光的偏振態(tài)； 摻餌光纖放大器，用于補(bǔ)償光的損耗。
【文檔編號(hào)】H04B10/2525GK103780307SQ201210402335
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月19日
【發(fā)明者】陳明華, 高紅彪, 陳宏偉, 謝世鐘 申請(qǐng)人:清華大學(xué)