[发明专利]外加强度调制器的循环频移多载波光源生成方案

说明书

技术领域

本发明属于光通信领域，可作为高速光纤传输通信系统的光源选择，为系统的实现提供稳定平坦的多载波光源。

背景技术

近几年，随着高清电视、流媒体等各种数据业务的大量普及，人们享受到网络便利的同时，对网络带宽的需求也在急速地提升。面对这种日益增长的需求，T比特光纤传输通信系统已然成为了下一代光纤通信的发展趋势。由于目前高速传输系统中电子器件的带宽限制，在应用高级调制格式和多种复用技术下，实现单信道的T比特光纤传输系统难度依然很大，而目前采用多载波共同传输的superchannel技术成为了目前T比特领域的流行方案。

多载波光源的生成方案是superchannel技术的关键之一。在以往的研究过程中，superchannel技术中主要采用多个激光器同时产生多个光源，从而来满足光源的数量需求。但是这种方案会带来成本上的加重，特别是当所需要的光源达到数十个的情况下，该方案会大大增加实验及实际实现的困难程度。此外，由于各个激光器的参数性能无法保证一致，这将会降低系统的稳定性和可靠性，故而采用单一激光器产生频率锁定的多载波光源成为了目前应用于T比特光纤传输系统的研究热点。

目前多载波光源的生成方案主要分为利用光纤非线性产生超连续谱、利用锁模激光器产生和利用电光调制器等三类。

利用光纤非线性产生超连续谱虽然能够产生大量的子载波，但是这种方案无法控制多载波光源的生成数量，并且在不同的波段的平坦度情况不理想。

在锁模激光器来产生多载波的方案中，需要改变光纤环路中的铒纤长度来控制产生的多载波光源的数量，且输出的载波间隔和激光器的腔长有关，其可调谐性较差，并且具有多个纵膜模式，稳定性差。

利用电光调制器的方案又可以分为基于调制单个强度调制器、基于相位调制器、级联强度调制器和相位调制器等方案。这些方案和之前的方案相比较，虽然产生的载波数量减少很多，最多可达30多个，但是在平坦度及稳定上有很大的改进，同时各个子载波间隔很容易控制。这些方案都是通过增加调制器的调制深度，从而使得产生的载波数量得以提升，但是当需要的载波数量很多的时候，需要的调制深度也随之增加。这就需要在射频加载的信号电压相应地提高或者增加级联的调制器数量，而这样也必将对器件的性能要求大大提高，亦或会增加了实现方案的器件成本。

通过在光纤环路中加入电光调制器或相位调制器，形成循环结构，这样可以一定程度地解决调制深度不够的问题，从而产生的载波数量大大增加。而基于这种循环结构又可以分成基于单边带调制和多边带调制的循环频移结构。基于多边带调制的循环频移结构在每次循环的过程中，生成的多子载波之间会产生干涉，从而影响输出的载波稳定性。

而基于单边带调制的循环结构，具有射频驱动电压低、载波间隔易调谐、载波平坦度好的优点，而且在单次循环过程中对输入的光谱进行频移，新产生的子载波对下一次循环输入的光谱产生干扰降低很多，故而这种结构在稳定性方面又有了进一步的提升。因此在目前基于单边带调制的循环频移生成多载波光源方案已经成为了生成多载波光源的主要研究热点之一。

但是，为了产生大数量的多载波光源，出于多载波光源平坦度的需要，环路中的掺铒光纤放大器的增益值要求较高，而且随着循环次数的增加，EDFA产生的ASE噪声累加也逐渐增加。这也是该方案现存的缺陷之一，这些问题亟待解决。

发明内容

本发明针对目前流行的基于单边带调制循环频移生成多载波光源方案中存在的缺陷，提供一种能够产生频率精确锁定、高平坦度、稳定性高的多载波光源，在达到目标数量的光谱前提下，减少实际有效循环的次数，降低环路中的谐波干扰和ASE噪声累加，提高系统的稳定性，增强了系统的性能。

本发明的基本结构如附图1所示，该结构中主要设备为：一个连续谱激光器（101）、两个偏振控制器（102、113）、一个3dB耦合器（103）、一个马赫曾德尔强度调制器（104）、两个光衰减器（105、112）、一台高分辨率光谱仪（106）、两个微波源（107、116）、三个射频放大器（108、115、117）、一个IQ调制器（109）、一个带通滤波器（110）、一个掺铒光纤放大器（111）和一个移相器（114）。