[发明专利]光本振生成系统及方法

说明书

本发明涉及光本振生成系统及方法，该系统包括：载波激光器，用于产生载波激光；本振激光器，用于产生本振激光；低频参考源，用于提供低频参考信号；复用单元，用于根据本振激光获得具有预定频率间隔的多个光本振，并且对多个光本振进行选择配置；锁相环路，用于在第一信号满足预定条件时，将载波激光与目标光本振的偏移频率进行相位锁定；控制单元，用于对低频参考源的频率进行调谐，以对偏移频率的大小进行调谐，在第一信号满足预定条件时，载波激光器和本振激光器的相位锁定在调谐后的新的频率位置；以及在第一信号不满足预定条件时，调整载波激光器和本振激光器的频率，以使得第一信号满足预定条件。由此，实现光本振的大范围动态调谐。

技术领域

本发明涉及微波光子学技术领域，尤其涉及一种光本振生成系统及方法。

背景技术

可调谐光本振广泛应用于超宽带光子接收、相干光通信、超宽带光子雷达、精密测量、量子通信、高分辨光谱等领域。以接收机为例，当前的接收机系统正朝着宽频段、大瞬时带宽、多功能可重构方向发展。在接收机系统中，本振产生是最为核心的部分之一，而对于超宽带接收机，本振的频率调谐范围和精度决定着整个接收机的工作频率范围和频率调谐精度，本振信号的质量决定着下变频后中频信号的质量。

传统电子接收机中采用的是电本振，然而受限于电子技术的瓶颈，电本振难以突破高达几十GHz的频率覆盖范围，并且难以保证从低频到高频的高度一致性。因此，利用光子技术突破传统电子接收机在频率范围、瞬时带宽、全频段一致性、抗电磁干扰等方面的瓶颈尤为重要。在基于光子技术的接收机系统中，光本振的调谐范围、调谐精度、动态调谐能力、以及可配置性是关系到超宽带光子接收机系统功能和性能的关键因素之一。

近几年兴起的微波光子接收机系统中的可调谐光本振大多采用光电混合方式产生。相关技术中，面向超宽带光子接收产生光电混合本振的方法主要包含两类，这两类都是由同源激光分成两路，一路用于光载波，一路用于光本振。第一类采用宽带可调谐的电本振对本振路激光经强度调制器进行载波抑制调制，产生大范围可调谐的光本振；第二类将两路激光分别经电光调制器产生载波和本振光频梳，并行实现多通道载波和本振间的下变频。

第一类光本振产生方法的架构较简单，是目前微波光子接收机系统中最常用的光本振产生方法。在该方法中，同源激光被分成两路，一路激光作为光载波加载待测射频信号，一路激光由可调谐电本振经电光调制(典型的调制方式为载波抑制调制)产生可调谐的光本振。第一类光本振产生方法的技术特点是：光本振的调谐性能归根结底取决于可调谐电本振和电光调制器，调谐范围、噪声水平、全频段一致性等受到电本振本身性能的限制。此外，由于电光调制器的双边带调制特性，选取其中一个边带作为光本振需要对光本振进行单边带光滤波，以降低零阶以及更高阶次边带带来的杂散、串扰等方面的影响。由于当前光滤波器的滤波带宽、滚降系数、带外抑制及平坦度等性能限制，相干变频后的低频段中难以完全消除光本振中零阶成分带来的杂散，因此，第一类光本振产生方法产生的光本振无法满足低频段(小于5GHz)的信号接收及检测。

在第二类光本振产生方法中，通过种子光源产生一对相干的信号光频梳和本振光频梳，可以实现宽带信号的多信道切割和并行相干接收检测，且变频后具有较优的动态范围。第二类光本振产生方法的技术特点是可以将大瞬时带宽的信号进行多信道并行处理，同时降低对微波元器件及后端信号处理模块的压力。但是接收信号的频率范围受限于载波光频梳的梳齿间隔，要同时覆盖整个超宽带频率范围需要海量梳齿，传统的电光调制方法难以实现，系统复杂度高且难以消除信道之间的串扰。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种光本振生成系统及方法。

根据本发明的一方面，提供了一种光本振生成系统，包括：

载波激光器，用于产生载波激光；

本振激光器，用于产生本振激光；

低频参考源，用于提供低频参考信号；