[发明专利]一种单一波长全光可调的二阶超宽带信号产生方法及装置

说明书

本发明公开了一种单一波长全光可调的二阶超宽带信号产生方法及装置。本发明所产生信号的脉冲宽度、射频谱可调谐，且脉冲的正负极性可切换。该装置结构简单、操作便捷、实现成本低，而且可以通过对光延时的简单操控，同时实现脉冲宽度和射频谱可调谐以及脉冲极性可切换的功能，具有较好的实用价值和实际可操作性。

技术领域

本发明涉及微波光子和光通信技术领域，具体涉及一种单一波长全光可调的二阶超宽带信号产生方法及装置。

背景技术

无线通信中的超宽带技术因具有带宽很宽、传输速率较高、发射功率极低且功耗小、保密性较好等优点，而被认为是一种非常有前途的新兴技术，在短距离、大容量无线通信系统及宽带传感网络中具有十分广阔的应用前景。然而由于射频信号在空气中传播时损耗非常大，且容易受到障碍物的阻挡，超宽带技术所规定的发射功率又极低，所以它主要应用于无线个域网和无线局域网等短距离无线通信的场合，而不太适合以射频信号的形式直接在空气中进行长距离的传输。然而，如果只是单纯地在射频通信上使用超宽带技术，则难以构建一个有广阔的覆盖面的通信网络，极大地限制了超宽带技术的应用范围。

近年来，电学方面产生超宽带脉冲的方案层出不穷。但是由于其功率小，并且在空气中的损耗大传输距离只有几米到十几米，无法满足长距离大容量的信息传输。将超宽带技术与光纤通信技术融合起来，成为了超宽带信号在进行远距离连接时非常好的解决方案。最近，这种融合也使得在光域内直接产生超宽带信号的研究引起了极大的关注。尤其是脉冲宽度和射频谱可调谐、脉冲极性可切换的系统，将使得超宽带技术的应用更加灵活，适应范围更加广泛。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种单一波长全光可调的二阶超宽带信号产生方法及装置解决了现有光学二阶超宽带信号发生器发生机制复杂，难以同时实现可协调和可切换以及所产生的信号不在单一波长上的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种单一波长全光可调的二阶超宽带信号产生方法，包括以下步骤：

S1、将输入探测光和输入信号光分别注入双端口光学逻辑非门的两个输入端口，并在其两个输出端口分别得到输出探测光和输出信号光；

S2、将输出信号光分为第一输出信号光、第二输出信号光和第三输出信号光，将输出探测光分为第一输出探测光、第二输出探测光和第三输出探测光；

S3、将第一输出信号光输入可调延时单元1，将第三输出信号光输入可调延时单元2，将第一输出探测光输入可调延时单元3，将第三输出探测光输入可调延时单元4；

S4、将第二输出信号光、第三输出信号光和第一输出探测光合并为第一输出脉冲，将第一输出信号光、第二输出探测光和第三输出探测光合并为第二输出脉冲；

S5、将第一输出脉冲和第二输出脉冲输入2×2光开关，通过调节2×2光开关实现输出脉冲极性的切换，通过调节可调延时单元1-4的延时量实现输出脉宽和射频谱的调谐。

进一步地：所述步骤S1中输入信号光和输入探测光的产生方法为：将激光器产生的激光通过第一光耦合器分为两路，其中一路通过强度调制器调制得到正极性的高斯光脉冲作为输入信号光，另一路通过单模光纤进行解相干得到连续光作为输入探测光。

进一步地：所述步骤S2中输出信号光通过第二光耦合器分为三路，由下至上，第一路为第一输出信号光，第二路通过第一光衰减器得到第二输出信号光，第三路通过第二光衰减器得到第三输出信号光，所述输出探测光通过第三光耦合器分为三路，由下至上，第一路为第一输出探测光，第二路通过第三光衰减器得到第二输出探测光，第三路通过第四光衰减器得到第三输出探测光。

进一步地：所述步骤S3中可调延时单元2和可调延时单元3的延时量的关系为：

Δt₃＝2Δt₂