技术特征：
1.一种基于光子学的压缩感知测量方法，其特征在于，包括：将射频信号加载到第一马赫曾德尔调制器，得到第一光信号，将伪随机信号加载到第二马赫曾德尔调制器，得到第二光信号；将第一光信号与第二光信号正交后合束为正交光信号，所述正交光信号具有两个偏振态，分别为第一偏振态及第二偏振态，其中，第一偏振态与第一光信号偏振态相同，第二偏振态与第二光信号偏振态相同；调整所述正交光信号，并输入至偏振分束器中，所述偏振分束器包括第一输出端及第二输出端，其中，所述正交光信号第一偏振态与第一输出端的主轴成第一角度，所述正交光信号第一偏振态与第二输出端的主轴成第二角度，所述正交光信号第二偏振态与第一输出端的主轴成第三角度，所述正交光信号第二偏振态与第二输出端的主轴成第四角度；将所述第一输出端输出的第一光场及第二输出端输出的第二光场输入至平衡光电探测器，得到光电流；对所述光电流进行近似计算，得到所述射频信号和伪随机信号的混频结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，方法还包括：将线性偏振的光信号分成第一线性偏振光信号和第二线性偏振光信号，所述第一线性偏振光信号输入到第一马赫曾德尔调制器，所述第二线性偏振光信号输入到第二马赫曾德尔调制器。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述正交光信号第一偏振态e
x
(t)与第二偏振态e
y
(t)的表达式分别为：e
x
(t)＝e0exp(j2πf0t){exp[jβ1cos(2πft)+jπ/2]+exp[-jβ1cos(2πft)-jπ/2]}＝-2e0exp(j2πf0t)sin[β1cos(2πft)]e
y
(t)＝e0exp(j2πf0t){exp[jβ2r(t)+jπ/2]+exp[-jβ2r(t)-jπ/2]}＝-2e0exp(j2πf0t)sin[β2r(t)]其中β1＝πv1/vπ和β2＝πv2/vπ为射频信号和伪随机信号对应的调制系数，vπ为第一马赫曾德尔调制器和第二马赫曾德尔调制器的半波电压，v1、v2为射频信号和伪随机信号的振幅，r(t)为由{+1，-1}组成的伪随机序列。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一输出端输出的第一光场e1(t)及第二输出端输出的第二光场e2(t)满足：5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光电流i(t)的表达式为：其中，e1(t)
*
和e2(t)
*
分别是第一光场e1(t)和第二光场e2(t)的共轭。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述光电流进行近似计算，得到所述射频信号和伪随机信号的混频结果包括：
i(t)
∝
16j1(β1)cos(2πft)sin[β2r(t)]≈16j1(β1)cos(2πft)β2r(t)其中j1(β1)是应用贝塞尔展开后对应的一阶系数。7.一种基于光子学的压缩感知测量装置，其特征在于，包括：第一马赫曾德尔调制器，用于将射频信号调制得到第一光信号；第二马赫曾德尔调制器，用于将伪随机信号调制得到第二光信号；偏振合束器，用于将第一光信号与第二光信号合束为正交光信号；偏振分束器，用于将正交光信号按照一定功率比值分到两个偏振态上，输出第一光场及第二光场；平衡光电探测器，内置两个光电探测器，用于将所述第一光场及第二光场转换为光电流。8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，装置还包括：激光器，用于产生线性偏振的光信号；耦合器，用于将线性偏振的光信号分成第一线性偏振光信号和第二线性偏振光信号。9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，装置还包括：任意波形发生器，用于产生伪随机序列；电压源，用于控制第一马赫曾德尔调制器和第二马赫曾德尔调制器，使其都处于最小偏置点；偏振控制器，用于调整正交光信号偏振角度。10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一马赫曾德尔调制器和第二马赫曾德尔调制器采用推挽式连接。
技术总结
本发明提供一种基于光子学的压缩感知测量方法及装置，方法包括：射频信号和伪随机信号加载到第一、第二马赫曾德尔调制器得到第一、第二光信号；第一、第二光信号正交后合束为有第一、第二偏振态的正交光信号；调整正交光信号并输至偏振分束器使正交光信号第一、第二偏振态与偏振分束器第一、第二输出端主轴分别成第一、第二、第三、第四角度；第一、第二输出端输出的第一、第二光场输至平衡光电探测器得到光电流；光电流近似计算得到射频信号和伪随机信号混频结果。本发明用简单装置在远低于奈奎斯特采样定率下识别高频信号，不需预先测量光链路参数，不需设定特殊调制系数，简单易行且有效降低成本和损耗，可广泛应用于雷达、通信等实际系统中。等实际系统中。等实际系统中。
技术研发人员：李光毅 石迪飞 袁海庆 李明 祝宁华 李伟
受保护的技术使用者：中国科学院半导体研究所
技术研发日：2021.04.15
技术公布日：2022/10/20