[发明专利]一种同时抑制二阶和三阶非线性的模拟光链路装置及方法

说明书

本发明提供了一种同时抑制二阶和三阶非线性的模拟光链路装置及方法，激光器与信号调制模块连接，信号源经功分器分为两路输入到信号调制模块，信号调制模块调制后，输出信号经信号调制模块连接光纤的输入端口，经过光纤传输后连接偏振控制模块的输入端口；光信号在偏振控制模块的控制下对光信号的偏振态进行调节，生成单偏振态信号，然后输入到光电探测器中进行光电转换；通过设置信号调制模块的工作点以及偏振控制模块的工作状态，同时实现模拟光链路的二阶和三阶非线性抑制。本发明能够同时实现二阶非线性和三阶非线性抑制，能够同时工作在多倍频程宽带系统和亚倍频程窄带系统，具有结构简单、可光子集成、功率高效和成本低的特点。

技术领域

本发明涉及光电领域，尤其是一种模拟光链路装置及方法。

背景技术

模拟光链路利用光纤的低传输损耗、大带宽和抗电磁干扰的特性，在电子战、无线通信、卫星通信和雷达系统中具有广泛的应用前景。随着通信技术的发展，在模拟光链路中，信号工作频率越来越高、信息传输速度越来越快，由于电光调制器固有的非线性和光纤色散的存在，导致链路的无杂散动态范围(Spurious-free dynamic range,SFDR)随之减小，对模拟光链路在高频、高速应用中的使用造成了极大的限制。模拟光链路利用光纤的低传输损耗、大带宽和抗电磁干扰的特性，在电子战、无线通信、卫星通信和雷达系统中具有广泛的应用前景。随着通信技术的发展，在模拟光链路中，信号工作频率越来越高、信息传输速度越来越快，由于电光调制器固有的非线性和光纤色散的存在，导致链路的无杂散动态范围(Spurious-free dynamic range,SFDR)随之减小，对模拟光链路在高频、高速应用中的使用造成了极大的限制。模拟光链路对传输信号的损伤主要包括噪声和失真，其中二阶交调和谐波失真(Second order intermodulation distortion，IMD2；Second-orderharmonic distortion,HD2)、三阶交调和谐波失真(Third-order intermodulationdistortion,IMD3,Third-order harmonic distortion,HD3)是影响信号质量的主导因素。目前公开报道的模拟光链路线性度优化技术，往往只能抑制其中一种失真，很少能够同时消除二阶和三阶失真。因此，同时抑制光链路的二阶和三阶失真已成为模拟光链路、甚至整个微波光子领域的研究热点，并在下一代移动通信射频拉远单元(remote radio unit，RRU)、光子相控阵雷达等领域具有迫切的需求和广泛的应用前景。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种同时抑制二阶和三阶非线性的模拟光链路装置及方法。本发明利用偏振复用调制器、偏振控制器和起偏器等光电器件，在单个模拟光链路系统中同时实现了二阶和三阶非线性失真抑制，提高了系统的动态范围和工作带宽。在偏振控制模块中，上、下支路产生IMD3互补的两路光信号，与偏振控制模块配合使用，可以实现IMD3抑制。此外，将两个调制器偏置于线性工作去(正交点)，在抑制IMD3的同时还能够实现HD2抑制。因此，使用该发明系统能够成功实现光链路三阶交调失真、二阶谐波失真的抑制。从而，在亚倍频程和多倍频程信号中，能够达到相同的无杂散动态范围。本发明装置除具有超宽带宽、大动态范围和多功能的优势，通过采用集成的偏振复用调制器，本发明具有结构紧凑、功率高效和成本低的优点，具有较强的实用价值和意义。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：