一种产生光采样脉冲序列的系统及方法
【专利摘要】本发明提供一种产生光采样脉冲序列的系统及方法，包括以下步骤：S1、多个不同波长的光源产生的光经过波分复用器耦合为一束光；S2、所述一束光经过级联的强度调制器和相位调制器，并在频域上产生多个光频梳；S3、对所述多个光频梳进行二次相位补偿；S4、对步骤S3中经过二次相位补偿的所述多个光频梳附加不同斜率的线性相位，得到光脉冲序列；本发明通过对不同的光频梳进行二次相位补偿，并附加特定的线性相移，不仅可以调节光脉冲的重复频率，还可以对不同波长光脉冲之间的时间间隔进行精确控制，实现不同波长脉冲在时间上等间隔，从而有助于光采样ADC系统中各波长通道之间的校准，提高整个ADC系统的性能。
【专利说明】一种产生光采样脉冲序列的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光电子技术和光纤通信【技术领域】，特别涉及一种产生光采样脉冲序列的系统及方法。
【背景技术】
[0002]基于时分和波分复用技术的光子采样模数转换(ADC)系统由于其采样脉冲所具有的高速率、低抖动及后端波分技术降低了对电ADC带宽的需求，使其在光子采样领域得到了广泛应用；在基于时间和波分复用技术的光采样模数转换系统中最重要的特点就是其采样脉冲是由不同波长的脉冲在时间上间插复用构成的，到目前为止产生这种在时间和波长上复用的脉冲的方法有两种:(1)基于宽谱锁模激光器，利用波分器件和光延时线产生时分和波分复用的光脉冲；(2)基于多个连续光激光器，利用色散作用同时实现对脉冲的压缩和延时，形成时分和波分复用的光脉冲。
[0003]上述第一种方法受限于锁模激光器的速率和带宽，要产生高速的光脉冲会使得系统比较复杂；所述第二种方法，脉冲压缩和延时是由同一个色散器件同时实现的，色散值要使得不同波长的脉冲在时间上是等间隔的，则此色散值可能不会使脉冲压缩到足够窄，从而引起相邻脉冲的交叠，影响最后产生的时间波分交织光脉冲的质量；经过分析，这两种方案的共同不足就是其不同波长脉冲之间的相对延时是不能够精确控制的，这将给采样之后的并行处理带来困难，最终影响整个模数转换系统的有效位数。
[0004]基于此，现有技术确有改善的必要。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种产生光采样脉冲序列的系统及方法，使得不同波长光脉冲之间的时间间隔可以精确控制，并通过以下技术方案予以实现:
[0006]一种产生光采样脉冲序列的方法，包括以下步骤:
[0007]S1、多个不同波长的光源产生的光经过波分复用器耦合为一束光；
[0008]S2、所述一束光经过级联的强度调制器和相位调制器，并在频域上产生多个光频梳；
[0009]S3、对所述多个光频梳进行二次相位补偿；
[0010]S4、对步骤S3中经过二次相位补偿的所述多个光频梳附加不同斜率的线性相位，得到光脉冲序列。
[0011]所述步骤S4附加的线性相位的斜率对应于时域上各波长脉冲的延时，该各波长脉冲的延时等差递增。
[0012]所述强度调制器和相位调制器均由IOGHz的微波信号驱动。
[0013]所述步骤S2进一步包括对驱动强度调制器的微波信号的相移进行控制。
[0014]所述步骤S2进一步包括对驱动相位调制器的微波信号的功率进行放大。
[0015]所述步骤S2进一步包括利用偏振控制器来控制光的偏振态。[0016]在所述步骤S3执行前，所述多个光频梳经过掺饵光纤放大器。
[0017]所述光源为连续光激光器。
[0018]—种产生光米样脉冲序列的系统,包括有:
[0019]用于产生不同波长的多个光源；用于将多条不同波长的光稱合为一束光的波分复用器；
[0020]强度调制器和相位调制器，用于对所述一束光进行调制，以产生光频梳；
[0021]IOGHz的微波信号源，用于驱动强度调制器和相位调制器；
[0022]相位处理单元，用于对产生的光频梳进行相位处理；
[0023]示波器和自相关仪，用于显示最终产生的光采样脉冲序列及其脉冲宽度。
[0024]所述系统进一步包括:
[0025]偏置电路，用于产生偏置电压，控制强度调制器在线性调制区；
[0026]相移器，用于控制IOGHz的微波信号源的相移；
[0027]功率放大器,用于对IOGHz的微波信号源的功率进行放大；
[0028]偏振控制器，用于控制光的偏振态；
[0029]掺饵光纤放大器，用于补偿光的损耗。
[0030]本发明是基于光频梳相位处理技术来产生高重复频率的时间波长交织光采样脉冲序列，通过对不同的光频梳进行二次相位补偿，并附加特定的线性相移，不仅可以调节光脉冲的重复频率，还可以对不同波长光脉冲之间的时间间隔进行精确控制，实现不同波长脉冲在时间上等间隔，从而有助于光采样ADC系统中各波长通道之间的校准，提高整个ADC系统的性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0031]图1为本发明的流程图；
[0032]图2为本发明的原理示意图；
[0033]图3为本发明的系统装置图。
【具体实施方式】
[0034]下面对于本发明所提出的一种产生光采样脉冲序列的系统及方法，结合附图和实施例详细说明。
[0035]实施例1:
[0036]本实施例提供了一种产生光采样脉冲序列的方法，包括以下步骤:
[0037]S1、多个不同波长的光源产生的光经过波分复用器稱合为一束光；
[0038]S2、所述一束光经过级联的强度调制器和相位调制器，并在频域上产生多个光频梳；
[0039]S3、对所述多个光频梳进行二次相位补偿；
[0040]S4、对步骤S3中经过二次相位补偿的所述多个光频梳附加不同斜率的线性相位，得到光脉冲序列。
[0041]所述步骤S4附加的线性相位的斜率对应于时域上各波长脉冲的延时，该各波长脉冲的延时等差递增。[0042]所述强度调制器和相位调制器均由IOGHz的微波信号驱动。
[0043]所述步骤S2进一步包括对驱动强度调制器的微波信号的相移进行控制。
[0044]所述步骤S2进一步包括对驱动相位调制器的微波信号的功率进行放大。
[0045]所述步骤S2进一步包括利用偏振控制器来控制光的偏振态。
[0046]在所述步骤S3执行前，所述多个光频梳经过掺饵光纤放大器。
[0047]所述光源为连续光激光器。
[0048]本实施例还提供了一种产生光米样脉冲序列的系统，包括有:
[0049]用于产生不同波长的多个光源；用于将多条不同波长的光稱合为一束光的波分复用器；
[0050]强度调制器和相位调制器，用于对所述一束光进行调制，以产生光频梳；
[0051]IOGHz的微波信号源，用于驱动强度调制器和相位调制器；
[0052]相位处理单元，用于对产生的光频梳进行相位处理；
[0053]示波器和自相关仪，用于显示最终产生的光采样脉冲序列及其脉冲宽度。
[0054]所述系统进一步包括:
[0055]偏置电路，用于产生偏置电压，控制强度调制器在线性调制区；
[0056]相移器，用于控制IOGHz的微波信号源的相移；
[0057]功率放大器,用于对IOGHz的微波信号源的功率进行放大；
[0058]偏振控制器，用于控制光的偏振态；
[0059]掺饵光纤放大器，用于补偿光的损耗。
[0060]实施例2:
[0061]本实施例结合附图对本发明作进一步阐述，如图1、图2、图3所示，其中:
[0062]S1、多个不同波长的光源产生的光经过波分复用器耦合为一束光JfN个不同波长的连续光激光器产生的光经过波分复用器保偏耦合为一束光；在该实施例中，N为4，波长分别为入1、λ 2> λ 3>入4;
[0063]S2、所述一束光经过级联的强度调制器和相位调制器，并在频域上产生多个光频梳；如图3所示，该强度调制器和该相位调制器均由IOGHz的微波信号驱动，该强度调制器由偏置电路产生的偏置电压控制其在线性调制区，该相位调制器所引入的相位是时间的平方项，即线性啁啾；所述光频梳各谱线频率间隔等于驱动强度调制器和相位调制器的微波源的频率f，如图2 (a)所示；在该实施例中，所述四个光频梳的谱线间隔为10GHz，在时域上所对应的是占空比为50%的正弦脉冲，其3dB带宽可以达到120GHz ；
[0064]S3、对所述多个光频梳进行二次相位补偿；利用图3所示的相位处理单元，对所述多个光频梳添加如图2 (b)所示的二次相位，以消除相位调制所引起的啁啾，从而在时域上实现对脉冲的压缩，不同波长脉冲的中心位置是重合的，且该脉冲的重复频率为f ；
[0065]S4、对步骤S3中经过二次相位补偿的所述多个光频梳附加不同斜率的线性相位，得到光脉冲序列；根据傅里叶变换的特性，时域波形的延时和所对应频谱的相移之间存在着线性映射关系，通过对脉冲频谱相位的精确控制来实现时域波形的延时；因此，给不同的光频梳附加特定的线性相移，如图2 (c)所示，各组线性相位的斜率代表了不同波长脉冲的不同延时，而且各波长脉冲的延时是等差递增的，使各波长脉冲在时间上具有等间隔Ι/Nf ；通过示波器和自相关仪的显示，最终得到如图2 (d)所示的时间波长交织光采样脉冲，该多波长脉冲的重复频率为Nf ;在该实施例中，该多波长脉冲的重复频率为40GHz ；
[0066]实施例3:
[0067]本实施例是在实施例2的基础上作进一步改进，在步骤S2中增加用来控制驱动强度调制器微波信号相移的相移器、用来控制光偏振态的偏振控制器、用来放大驱动相位调制器微波信号功率的功率放大器，这样，使产生的光频梳关于其中心波长更加对称，而且带宽更宽，有利于将脉冲压缩更窄；在所述步骤S3执行前，使所述多个光频梳经过掺饵光纤放大器，以补偿光的损耗。
[0068]由以上实施例可以看出，本发明是基于光频梳相位处理技术来产生高重复频率的时间波长交织光采样脉冲序列，通过对不同的光频梳进行二次相位补偿，并附加特定的线性相移，不仅可以调节光脉冲的重复频率，还可以对不同波长光脉冲之间的时间间隔进行精确控制，实现不同波长脉冲在时间上等间隔，从而有助于光采样ADC系统中各波长通道之间的校准，提高整个ADC系统的性能。
[0069]以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【权利要求】
1.一种产生光采样脉冲序列的方法，其特征在于，包括以下步骤: 51、多个不同波长的光源产生的光经过波分复用器耦合为一束光； 52、所述一束光经过级联的强度调制器和相位调制器，并在频域上产生多个光频梳； 53、对所述多个光频梳进行二次相位补偿； 54、对步骤S3中经过二次相位补偿的所述多个光频梳附加不同斜率的线性相位，得到光脉冲序列。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S4附加的线性相位的斜率对应于时域上各波长脉冲的延时，该各波长脉冲的延时等差递增。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述强度调制器和相位调制器均由IOGHz的微波信号驱动。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括对驱动强度调制器的微波信号的相移进行控制。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括对驱动相位调制器的微波信号的功率进行放大。
6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤S2进一步包括利用偏振控制器来控制光的偏振态。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤S3执行前，所述多个光频梳经过掺馆光纤放大器。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光源为连续光激光器。
9.一种产生光米样脉冲序列的系统,其特征在于,包括有: 用于产生不同波长的多个光源；用于将多条不同波长的光稱合为一束光的波分复用器； 强度调制器和相位调制器，用于对所述一束光进行调制，以产生光频梳； IOGHz的微波信号源，用于驱动强度调制器和相位调制器； 相位处理单元，用于对产生的光频梳进行相位处理； 示波器和自相关仪，用于显示最终产生的光采样脉冲序列及其脉冲宽度。
10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括: 偏置电路，用于产生偏置电压，控制强度调制器在线性调制区； 相移器，用于控制IOGHz的微波信号源的相移； 功率放大器，用于对IOGHz的微波信号源的功率进行放大； 偏振控制器，用于控制光的偏振态； 掺饵光纤放大器，用于补偿光的损耗。
【文档编号】H04B10/2525GK103780307SQ201210402335
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月19日 优先权日:2012年10月19日
【发明者】陈明华, 高红彪, 陈宏伟, 谢世钟 申请人:清华大学