专利名称：一种独立非相干双激光低相位噪声16倍频信号生成装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种独立非相干双激光低相位噪声16倍频信号生成装置，特别适用光纤通信、光纤传感、微波光子、Radio over Fiber (RoF)等领域。
背景技术：
微波光子学将微波学和光子学融合在一起，成为一个全新的技术领域，为光子技术和微波、毫米波的集成在远程宽带通信的发展上打开了一扇神奇的、充满希望的大门。近年来，微波/毫米波信号的光学生成、传输、处理、滤波、变频等技术已经在Radio overFiber(RoF)、宽带通信和测量、3G移动通信等领域产生了重要的应用价值。由于毫米波在空间中传输距离受到限制，如何实现毫米波的长距离传输，将成为毫米波能否被广泛应用的关键。光载无线通信radio-over-fiber(ROF)技术是应高速大容量无线通信以及毫米波长距离传输的需求，新兴发展起来的将光纤通信和无线通信相结合起来的无线接入技术。利用光纤作为传输链路不仅可以解决毫米波的长距离传输问题更具有低损耗、高带宽和防止电磁干扰的特点。正是这些优点，使得ROF技术在未来无线宽带通信、卫星通信以及智能交通系统等领域有着广阔的应用前景。对于ROF传输系统来说，基于光学方法产生较为理想的毫米波信号对于改善整个ROF传输系统的性能，起着决定性的作用。由于使用独立单光源结构想要获得较高的倍频因子所带来的成本较高，而采用非相干双光源结构又势必会引入较高的相位噪声，因此，如果能够在独立双光源下获得较高倍频因子且低相位噪声的毫米波信号，则将能够同时解决上述两大难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:采用非相干双光源结构产生毫米波信号，倍频因子较低且会引入较高的相位噪声的问题。本发明的技术方案为:一种独立非相干双激光低相位噪声16倍频信号生成装置，其特征在于:该装置采用独立双光源结构，用两个IQ调制器产生8倍频信号，结合由一个相位调制器、一个光电探测器以及一个隔直器组成的前向调制技术，通过三个梳状滤波器实现16倍频信号。装置包括:激光器一、激光器二、射频信号发生器、相移器、IQ调制器一、IQ调制器二、梳状滤波器一、光电探测器一、隔直器、相位调制器、梳状滤波器二、梳状滤波器三、二进制基带调制信号、强度调制器、传输光纤、光电探测器二。具体连接方式为:激光器一与激光器二的输出端接IQ调制器一的光输入端，射频信号发生器的输出端接IQ调制器一的射频信号输入端以及相移器的输入端，IQ调制器一的输出端接IQ调制器二的光输入端，相移器的输出端接IQ调制器二的射频信号输入端，IQ调制器二的输出端接梳状滤波器一的输入端，梳状滤波器一的两个输出端分别接光电探测器一的输入端、相位调制器的光输入端，光电探测器一的输出端接隔直器的输入端，隔直器的输出端接相位调制器的射频信号输入端，相位调制器的光输出端接梳状滤波器二的输入端，梳状滤波器二的输出端接梳状滤波器三的输入端，梳状滤波器三的输出端接强度调制器的光输入端，二进制基带调制信号的输出端接强度调制器的基带信号输入端，强度调制器的光输出端接传输光纤的输入端，传输光纤的输出端接光电探测器二的输入端。IQ调制器一、IQ调制器二内置集成于两臂的MZ均偏置于最大传输点，且上下两臂射频驱动信号相差n /2 ,核心MZ偏置于最小传输点。本发明和已有技术相比所具有的有益效果:本发明，采用独立双光源结构，用两个IQ调制器产生8倍频信号，结合由一个相位调制器、一个光电探测器以及一个隔直器组成的前向调制技术，通过三个梳状滤波器实现16倍频信号，从而在独立双光源结构下较为容易的获得了较高倍频因子且低相位噪声的毫米波信号，解决了采用非相干双光源结构产生毫米波信号，倍频因子较低且会引入较高的相位噪声的问题。
图1为一种独立非相干双激光低相位噪声16倍频信号生成装置结构图。图2为IQ调制器二光输出端光谱示意图。图3为相位调制器光输入端光谱示意图。图4为光电探测器一输入端光谱示意图。图5为相位调制器光输出端光谱示意图。图6为梳状滤波器三输入端光谱示意图。图7为强度调制器光输入端光谱示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步描述。实施方式一:—种独立非相干双激光低相位噪声16倍频信号生成装置,如图1所不该装置包括:激光器一 1、激光器二 2、射频信号发生器3、相移器4、IQ调制器一 5、IQ调制器二 6、梳状滤波器一 7、光电探测器一 8、隔直器9、相位调制器10、梳状滤波器二 11、梳状滤波器三12、二进制基带调制信号13、强度调制器14、传输光纤15、光电探测器二 16。具体连接方式为:激光器一 I与激光器二 2的输出端接IQ调制器一 5的光输入端，射频信号发生器3的输出端接IQ调制器一 5的射频信号输入端以及相移器4的输入端，IQ调制器一 5的输出端接IQ调制器二 6的光输入端，相移器4的输出端接IQ调制器二 6的射频信号输入端，IQ调制器二 6的输出端接梳状滤波器一 7的输入端，梳状滤波器一 7的两个输出端分别接光电探测器一 8的输入端、相位调制器10的光输入端,光电探测器一 8的输出端接隔直器9的输入端，隔直器9的输出端接相位调制器10的射频信号输入端，相位调制器10的光输出端接梳状滤波器二 11的输入端，梳状滤波器二 11的输出端接梳状滤波器三12的输入端，梳状滤波器三12的输出端接强度调制器14的光输入端，二进制基带调制信号13的输出端接强度调制器14的基带信号输入端，强度调制器14的光输出端接传输光纤15的输入端,传输光纤15的输出端接光电探测器二 16的输入端。IQ调制器一 5、IQ调制器二 6内置集成于两臂的MZ均偏置于最大传输点，且上下两臂射频驱动信号相差31 /2,核心MZ偏置于最小传输点。本实施例中射频信号发生器3频率10GHz，激光器一 I的中心频率193.365THz,激光器2的中心频率193.465THz，相移器4设为Ji /4，经过IQ调制器二 6后，光谱如图2所示，经过梳状滤波器一 7，相位调制器10光输入端光谱如图3所示，光电探测器一 8输入端光谱如图4所示，经过相位调制器10后，光谱如图5所示，经过梳状滤波器二 11光谱如图6所示，梳状滤波器三12光谱如图7所示，二进制基带调制信号13的比特率为6.25e8bit/s，传输光纤15为普通光纤，长度25km，经过光电探测器二 16得到160GHz拍频信号且具有很低的相位噪声。实施方式二一种独立非相干双激光低相位噪声16倍频信号生成装置，如图1所示该装置包括:激光器一 1、激光器二 2、射频信号发生器3、相移器4、IQ调制器一 5、IQ调制器二 6、梳状滤波器一 7、光电探测器一 8、隔直器9、相位调制器10、梳状滤波器二 11、梳状滤波器三12、二进制基带调制信号13、强度调制器14、传输光纤15、光电探测器二 16。具体连接方式为:激光器一 I与激光器二 2的输出端接IQ调制器一 5的光输入端，射频信号发生器3的输出端接IQ调制器一 5的射频信号输入端以及相移器4的输入端，IQ调制器一 5的输出端接IQ调制器二 6的光输入端，相移器4的输出端接IQ调制器二 6的射频信号输入端，IQ调制器二 6的输出端接梳状滤波器一 7的输入端，梳状滤波器一 7的两个输出端分别接光电探测器一 8的输入端、相位调制器10的光输入端,光电探测器一 8的输出端接隔直器9的输入端，隔直器9的输出端接相位调制器10的射频信号输入端，相位调制器10的光输出端接梳状滤波器二 11的输入端，梳状滤波器二 11的输出端接梳状滤波器三12的输入端，梳状滤波器三12的输出端接强度调制器14的光输入端，二进制基带调制信号13的输出端接强度调制器14的基带信号输入端，强度调制器14的光输出端接传输光纤15的输入端,传输光纤15的输出端接光电探测器二 16的输入端。IQ调制器一 5、IQ调制器二 6内置集成于两臂的MZ均偏置于最大传输点，且上下两臂射频驱动信号相差31 /2,核心MZ偏置于最小传输点。本实施例中射频信号发生器3频率5GHz，激光器一 I的中心频率193.365THz,激光器2的中心频率193.415THZ，相移器4设为/4，经过IQ调制器二 6后，光谱如图2所示，经过梳状滤波器一 7，相位调制器10光输入端光谱如图3所示，光电探测器一 8输入端光谱如图4所示，经过相位调制器10后，光谱如图5所示，经过梳状滤波器二 11光谱如图6所示，梳状滤波器三12光谱如图7所示，二进制基带调制信号13的比特率为6.25e8bit/s，传输光纤15为普通光纤，长度25km，经过光电探测器二 16得到80GHz拍频信号且具有很低的相位噪声。本发明实施例中所用器件均为市售器件。
权利要求
1.一种独立非相干双激光低相位噪声16倍频信号生成装置，其特征在于:该装置采用独立双光源结构，用两个IQ调制器产生8倍频信号，结合由一个相位调制器、一个光电探测器以及一个隔直器组成的前向调制技术，通过三个梳状滤波器实现16倍频信号； 装置包括:激光器一(I)、激光器二(2)、射频信号发生器(3)、相移器(4)、IQ调制器一(5)、IQ调制器二(6)、梳状滤波器一(7)、光电探测器一(8)、隔直器(9)、相位调制器(10)、梳状滤波器二( 11 )、梳状滤波器三(12)、二进制基带调制信号(13)、强度调制器(14)、传输光纤(15)、光电探测器二(16); 具体连接方式为:激光器一(I)与激光器二(2)的输出端接IQ调制器一(5)的光输入端，射频信号发生器(3)的输出端接IQ调制器一(5)的射频信号输入端以及相移器(4)的输入端，IQ调制器一(5)的输出端接IQ调制器二(6)的光输入端，相移器(4)的输出端接IQ调制器二(6)的射频信号输入端，IQ调制器二(6)的输出端接梳状滤波器一(7)的输入端，梳状滤波器一(7)的两个输出端分别接光电探测器一(8)的输入端、相位调制器(10)的光输入端，光电探测器一(8)的输出端接隔直器(9)的输入端，隔直器(9)的输出端接相位调制器(10)的射频信号输入端，相位调制器(10)的光输出端接梳状滤波器二(11)的输入端，梳状滤波器二(11)的输出端接梳状滤波器三(12)的输入端，梳状滤波器三(12)的输出端接强度调制器(14)的光输入端，二进制基带调制信号(13)的输出端接强度调制器(14)的基带信号输入端，强度调制器(14)的光输出端接传输光纤(15)的输入端,传输光纤(15)的输出端接光电探测器二( 16)的输入端； IQ调制器一(5)、IQ调制器二(6)内置集成于两臂的MZ均偏置于最大传输点，且上下两臂射频驱动信号相差31 /2,核心MZ偏置于最小传输点。
全文摘要
一种独立非相干双激光低相位噪声16倍频信号生成装置，解决了采用非相干双光源结构产生毫米波信号，倍频因子较低且会引入较高的相位噪声的问题。该装置采用独立双光源结构，用两个 IQ调制器产生8倍频信号，结合由一个相位调制器、一个光电探测器以及一个隔直器组成的前向调制技术，通过三个梳状滤波器实现16倍频信号, 从而在独立双光源结构下较为容易的获得了较高倍频因子且低相位噪声的毫米波信号,特别适用光纤通信、光纤传感、微波光子、Radio over Fiber(RoF)等领域。
文档编号H03B19/14GK103199795SQ20131014226
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月23日 优先权日2013年4月23日
发明者宁吉粤, 牟霄寒 申请人:北京交通大学