[发明专利]基于双偏振调制器的超平坦光学频率梳的产生装置及方法

说明书

本发明属于光通信技术领域，公开了一种基于双偏振调制器的超平坦光学频率梳的产生装置及方法，设置射频信号源的幅值和直流电压源的偏置电压大小，调节偏振控制器的偏振角度，获得超平坦的光功率，且光学频率梳可调。采用双偏振调制器结构，通过调节两支路马赫‑曾德尔调制器的射频幅值和直流偏置电压，产生了9线超平坦的光学频率梳，且实现了该结构的光学频率梳线数可调、谱线间隔可调。本发明中使用的射频信号源输出功率并不是很大，相对容易满足；产生的光学频率梳抑制比较高，有利于实际应用。本发明产生的光学频率梳性能较好，系统结构相对简单，容易实现，可有效地降低系统成本，对其在光通信领域的应用和发展具有重要意义。

技术领域

本发明属于光通信技术领域，尤其涉及一种基于双偏振调制器的超平坦光学频率梳的产生装置及方法。

背景技术

目前，业内常用的光学频率梳产生技术主要有四种。一是基于光电谐振器的方案，原理新颖产生的光学频率梳平坦度性能良好，但是谐振腔容易受环境影响，可调性和稳定性差，所以这一方案总是存在缺陷；二是基于微环谐振腔的方案，方案中抽运光源在一定条件下可以在微环谐振腔中产生回音壁模式，利用回音壁的特殊性质来展宽入射光的频谱形成光学频率梳，然而其在平坦度指标上表现较差；三是基于高度非线性介质中的非线性效应，可以生成较宽频谱的光学频率梳，但方案中的非线性过程难以精确控制，而且需要使用高功率放大器和光子滤波器，成本较高；四是外调制技术，把激光的产生和调制分开，用独立的调制器调制激光器的输出光信号，实现调制速率和接收灵敏度的提高。这种方式的优势日益明显，尤其适用于大容量的波分复用和相干光通信系统。现在已存在多种外调制方案，例如使用强度调制器、相位调制器或马赫-曾德尔调制器(DPMZM)等。使用两个强度调制器和一个相位调制器级联组合可以产生平坦度小于1dB的38线超平坦光学频率梳，但是必须使用特定的射频波形，对技术精确度要求过高，生产成本随之增加。使用双平行DPMZM可产生7线光学频率梳，但DPMZM的三个偏置电压必须严格控制才能达到良好的功率平坦度。

综上所述，目前使用的外调制技术在实现光学频率梳的平坦度和技术操作性之间很难达到平衡，能够获得超平坦光学频率梳的方案通常设备复杂、操作要求精确、成本较高，不利于实际应用。

基于外调制的光梳生成技术是国内外最受关注、最有潜在应用价值的光通信技术之一，能够丰富外调制技术，在现有基础上创新出易操作、性能好的外调制器应用方案，并产生平坦度性能良好的光学频率梳，对光通信领域的应用发展具有重要意义。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于双偏振调制器的超平坦光学频率梳的产生装置及方法。

本发明是这样实现的，一种基于双偏振调制器的超平坦光学频率梳的产生方法，所述基于双偏振调制器的超平坦光学频率梳的产生方法通过设置射频信号源的幅值和直流电压源的偏置电压大小，调节偏振控制器的偏振角度，获得超平坦的光功率，且光学频率梳可调。

进一步，所述基于双偏振调制器的超平坦光学频率梳的产生方法包括以下步骤：

步骤一，光源产生工作波长为1550nm连续光波，连续光波输入到半波电压为3.5V的双偏振调制器中；10GHz的射频信号通过功率分配器被分为两个分支，分别经过两个电放大器放大，上支路经过2倍乘法器调整射频频率然后输入到上臂MZM-1，下支路直接输入到下臂MZM-2；

步骤二，输入MZM-1的射频驱动信号的频率为20GHz、振幅为2.05V，并设置其直流电压输出为0.55V，产生5线平坦光梳，谱线间距为20GHz；

步骤三，下臂MZM-2，射频驱动信号频率为10GHz；

步骤四，调整偏振角α，由两个子调制器得到的两个光学频率梳的幅值相等， MZM-1在传输峰值偏振，得到9线光梳。