[发明专利]一种超宽带单周期脉冲的产生方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及光电子技术和光纤通信技术领域，特别是涉及一种超宽带单周期脉冲的产生方法和装置。

背景技术

从二十世纪70年代起，UWB(Ultra Wide Band，超宽带)技术被广泛用于雷达、传感和军用通讯之中。随着2002年FCC(FederalCommunications Commission，美国联邦通信委员会)规定UWB技术可以被用于民用通信之中，UWB的系统可以接入并共享3.1～10.6GHz的7500MHz带宽，这项技术引起了广泛关注。UWB通信以其功耗低、传输速率高、抗干扰能力强等优点正成为短距无线通信的有力竞争技术。但是，由于微波电子器件对高频信号的处理能力有限，使得产生的UWB单周期脉冲相对带宽较窄，效率不高。ROF(Radio over Fiber，光载微波)传输技术是近来发展起来的利用光学处理方法及光纤来产生和传输微波信号的新技术。ROF技术利用光纤传输的大带宽和低损耗特性，大大改善了微波传输信道。同时光学处理器件也具有大带宽特性，可以实现传统微波器件无法实现的超宽带微波信号处理功能。基于此，光载超宽带系统(UWB over fiber)的想法也应运而生，通过高效、低损耗的光纤分配网络提高UWB系统的扩展范围，成为未来宽带无线接入网络的基本设想。

任意UWB波形的产生是光载UWB系统的关键技术。近期国际上一些研究院所开展了应用于UWB系统的单周期脉冲的光学产生方法，这种方法具有很宽的工作带宽、波形容易调节并且易于在光纤中传输，同光纤系统结合。因此，这种方法为未来UWB over fiber应用的一个技术基础，有着广泛的应用前景。目前主要的光生UWB单周期脉冲的方法主要使用光纤或者半导体光放大器中的交叉相位调制来实现，或相位调制和偏振调制共同实现，但采用该方法不易产生稳定的单周期脉冲且同时可对其进行编码和调制。

发明内容

本发明实施例要解决的问题是提供一种超宽带单周期脉冲的产生方法和装置，以克服现有技术中不易产生稳定的单周期脉冲且同时可对其进行编码和调制的缺陷。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案提供一种超宽带单周期脉冲的产生方法，包括以下步骤：生成信号光；将所述信号光与探测光进行交叉偏振调制；将调制后的探测光通过滤波器滤波，在相互正交的两个垂直偏振态上产生极性相反的脉冲；将所述极性相反的脉冲进行时延处理，组合成超宽带单周期脉冲形状的光脉冲；对所述光脉冲进行光电探测，产生超宽带单周期脉冲。

其中，所述生成信号光的步骤，具体包括：根据输入的脉冲波形，调制器将输入的光信号进行调制；调制后的光信号经过标准单模光纤延时展宽成为信号光。

其中，所述将信号光与探测光进行交叉偏振调制的步骤，具体包括：通过偏振控制器调整所述信号光的偏振态；将所述信号光与探测光耦合进入大功率掺铒光纤放大器，提高所述信号光和探测光的功率；所述信号光与探测光在高非线性光纤中发生交叉偏振调制。

其中，所述将极性相反的脉冲进行时延处理的步骤，具体为：将所述脉冲输入产生双折射现象器件，使得所述极性相反的脉冲产生一定的时延。

其中，当所述产生双折射现象器件为保偏光纤时，所述时延由公式

τ=LλBC]]>

确定，其中τ为时延，L为保偏光纤的长度，B为保偏光纤的拍长，λ为通信波长，C为真空中的光速。

其中，在将所述脉冲输入保偏光纤的步骤之前，还包括：通过偏振控制器调整所述脉冲，使得两个垂直偏振态脉冲与保偏光纤的两个主轴对准。

其中，在对所述光脉冲进行光电探测的步骤之前，还包括：对所述超宽带单周期脉冲形状的光脉冲进行衰减。

本发明实施例的技术方案还提供一种超宽带单周期脉冲的产生装置，所述装置包括：信号光生成单元，用于生成信号光；交叉偏振调制单元，用于将所述信号光与探测光进行交叉偏振调制；滤波器，用于将调制后的探测光进行滤波，在相互正交的两个垂直偏振态上产生极性相反的脉冲；产生双折射现象器件，用于将所述极性相反的脉冲进行时延处理，组合成超宽带单周期脉冲形状的光脉冲；光电探测单元，用于对所述光脉冲进行光电探测，产生超宽带单周期脉冲。