[发明专利]奈奎斯特脉冲产生装置及操作方法

说明书

一种奈奎斯特脉冲产生装置，包括可调连续光激光器、第一连接光纤、偏振控制器、第二连接光纤、第一推挽强度调制器、第三连接光纤、第二推挽强度调制器、第四连接光纤、可调带通滤波器、输出光纤、可调连续光激光器电学接口、第一推挽强度调制器电学接口、第二推挽强度调制器电学接口、可调带通滤波器电学接口和控制模块。本发明实现重复频率在1GHz‑40GHz可调、中心波长可调、低时间抖动的高重复频率的奈奎斯特脉冲源，对微波信号要求较低，且实验方案简单。

技术领域

本发明涉及奈奎斯特脉冲源，是一种奈奎斯特脉冲产生装置及操作方法。

背景技术

奈奎斯特脉冲具有矩形频谱，使数据能够以最小光谱带宽进行编码，并且本质上满足零符号间干扰(ISI)的奈奎斯特准则，该特性使它们对通信系统非常有吸引力，而且在微波光子学技术中也有广泛的应用。

一种典型的奈奎斯特脉冲产生方案是使用两个调制器对连续光进行调制，利用铌酸锂调制器的非线性效应产生光频梳，通过相位控制使产生的光频梳是线性相位，从而得到时域对应的窄脉冲。该方案利用了铌酸锂调制器的电光效应，具有中心波长可调，脉冲频率和脉冲宽度可调的优点。然而要实现更高的重复频率和脉冲宽度，该方案对微波源的要求也相应提高，但是由于电器件的限制，微波源的频率不能一直提高。所以如何利用较低的微波频率来产生较高的脉冲重复频率有待进一步研究。

已报道的奈奎斯特脉冲产生的方案主要有以下几种：

方法1：基于光纤参量放大的方案。通过利用抛物线脉冲泵浦和相位调制器来补偿泵浦引起的啁啾以产生奈奎斯特脉冲。该方案实验方案复杂，且成本较高。

方法2：基于任意波形发生器(AWG)的脉冲调制方案。利用在AWG上产生sinc形状的微波信号，通过调制器调制到光脉冲上。该方案提供相当好的滚降系数，但是受限于数模转换器的分辨率，采样速率和处理器容量都有限。

方法3：基于时间透镜的脉冲整形方案。利用基于色散的啁啾线性化来改善相位特性。此方案相位控制方法复杂，不易实现。

方法4：基于级联强度调制器的方案。利用调制器的电光效应产生平坦和相位锁定的矩形光频梳。此方案要求微波源同步，且不易实现高重复频率和窄脉冲宽度。

总之，以上的几种方法或者相位控制复杂或者受限于电器件速率的约束，产生的奈奎斯特脉冲的性能都欠佳。因此，需要一种高性能的脉冲光源方案，能够兼顾重复频率区间、多波长运行和微波频率利用率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种奈奎斯特脉冲产生装置及操作方法，该装置采用单端推挽型的铌酸锂马赫曾德尔调制器，将调制器工作于抑制奇数边带模式，实现两倍于双边带调制的光频梳间隔和频谱宽度，能产生频谱近似于矩形的奈奎斯特脉冲，重复频率在1GHz-40GHz之间可调，具有中心波长可调、支持多波长工作、高重复频率和脉冲宽度窄的特点。

为了解决上述问题，本发明的技术解决方案如下：

一种奈奎斯特脉冲产生装置，其特点在于包括可调连续光激光器、第一连接光纤、偏振控制器、第二连接光纤、第一推挽强度调制器、第三连接光纤、第二推挽强度调制器、第四连接光纤、可调带通滤波器、输出光纤、可调连续光激光器电学接口、第一推挽强度调制器电学接口、第二推挽强度调制器电学接口、可调带通滤波器电学接口和控制模块，沿激光器的激光输出方向依次是所述的第一连接光纤、偏振控制器、第二连接光纤、第一推挽强度调制器、第三连接光纤、第二推挽强度调制器、第四连接光纤、可调带通滤波器和输出光纤，所述的控制模块分别与所述的激光器的电学接口、第一推挽强度调制器的电学接口、第二推挽强度调制器的电学接口和可调带通滤波器的电学接口相连。

所述的可调激光器是基于III-V族半导体的激光器，激光器的输出波长的调节范围在1520-1600nm。