[实用新型]一种基于四倍射频调制的光学三角形脉冲发生器

说明书

技术领域

本发明涉及光电子器件、微波光子学、全光数据处理领域，具体地讲是一种基于四倍射频调制的光学三角形脉冲发生器。

背景技术

全光信号处理技术是全光通信网络的重要组成部分，是目前国内外研究的重点。全光信号处理中，周期性三角形光脉冲串是一种周期性且在时域范围内具有线性上升沿与下降沿的特殊光脉冲串，其生成及其他关键技术被广泛研究。光学三角形脉冲可用于全光数据处理。例如，利用三角形光脉冲的时域特性，结合光学非线性效应，三角形光脉冲可实现高效全光波长转换。光学三角形脉冲结合交叉相位调制(XPM)，可将时分多路复用(TDM)全光转换成波分复用(WDM)信号。此外，可以通过将三角泵脉冲产生的交叉相位调制和色散介质中的传播相结合来实现光信号时域和频域拷贝、脉冲压缩。因此，光子三角形脉冲发生器被认为是未来的全光网络一个非常重要的设备。

近年来，国际上相继报道了一系列三角形光脉冲光子发生器的研究成果。以锁模激光器作为光源的全光脉冲整形是目前获得对称三角形光脉冲所采用的最常用方法。例如，2011年，西南交通大学的J.Ye等人在他们最近的研究成果中提到一种利用保偏光纤、偏振控制器和起偏器作为频谱整形单元，并结合FTTM，可以获得三角形光脉冲(Ye J,Yan L,Pan W,et al.Photonic generation of triangular-shaped pulses based on frequency-to-time conversion[J].Optics letters.2011,36(8):1458-1460.)。2013年，A.Zhang等人研究利用三组光栅阵列作为频谱整形单元，结合FTTM可实现任意波形的产生，包括对称三角形光脉冲(A.Zhang and C.Li,Analysis of dynamic optical arbitrary waveform generation based on three FBG arrays[J].Optics & Laser Technology,2013,vol.52,pp.81-86.)。除上述方法外，也可将连续波激光器作为光源获得对称三角形光脉冲。例如，B.Dai等人利用对连续光进行射频调制产生类似脉冲激光的梳状谱，对所产生的梳状谱各个谱线的幅度及相位进行调整，产生包括对称三角形、锯齿形、平顶形和正弦形等多种时域形状的脉冲(B.Dai,Z.Gao,X.Wang,et al.Generation of Versatile Waveforms From CW Light Using a Dual-Drive Mach-Zehnder Modulator and Employing Chromatic Dispersion[J].IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology,2013,vol.31,pp.145-151.)。此外，J.Li等人还提出了以谐波拟合的方式，利用连续波射频调制和光纤色散所致的射频功率衰落效应，获得周期性起伏对称三角形光脉冲串的方法(J.Li,X.Zhang,B.Hraimel,et al.Performance Analysis of a Photonic-Assisted Periodic Triangular-Shaped Pulses Generator[J].IEEE/OSA Journal of Lightwave Technology,2012,vol.30,pp.1617-1624.)。但是，上述以锁模激光器作为光源的频谱整形方法，方案需要稳定的锁模脉冲激光器，价格非常昂贵；上述以连续波激光器作为光源的三角形光脉冲发生器，光纤长度范围固定,系统不够灵活，且重复率不够高。为此，设计一种结构简单，价格便宜，可以省去长距离传输所耗光纤，生成具有更高的重复率或更小的脉冲持续时间的光学三角脉冲的发生器是非常必要的。

发明内容

本发明是提供成本低的一种基于四倍射频调制的光学三角形脉冲发生器。与传统的生成方法不同，本装置以连续波激光器为光源，利用双平行马赫曾德调制器分别工作于最大传输点、最大传输点、最小传输点时，输出光信号类似于脉冲形式，随后利用啁啾布拉格光纤光栅中的色散所致强度衰减效应，对光脉冲进行整形，调节装置的参数，获得了具有高重复频率的三角形光脉冲。由于使用四倍射频调制，由于目前调制器的工作频率可达到40GHz，本装置能够产生重复频率160GHz三角形光脉冲。本装置仅采用廉价的连续波激光器为光源，从而极大得降低成本；采用光栅，省去长距离的光纤传输；并且考虑到偏置点漂移，使得本装置具有很高的商用价值。