[发明专利]一种太赫兹任意波形的产生方法及系统

说明书

本发明公开了一种太赫兹任意波形的产生方法和系统，属于电学任意波形产生器技术领域，所述方法包括：S1、将光纤飞秒脉冲进行滤波得到具有矩形光谱的超短脉冲；S2、将超短脉冲进行色散拉伸实现矩形光谱到时域的映射，以获取矩形时域波形；S3、将太赫兹任意波形对应的波形参数通过幅度调制器加载到矩形时域波形上进行调制得到调制时域波形，矩形时域波形与幅度调制器具有相同的偏振态；S4、将调制时域波形进行时域压缩得到时域压缩波形，并将时域压缩波形进行光电转换得到太赫兹任意波形。本申请将低带宽的波形参数通过幅度调制器加载到色散拉伸后的矩形时域波形上，再通过后置色散压缩后进行光电转换成电信号，可产生超大带宽的太赫兹任意波形。

技术领域

本发明属于电学任意波形产生器技术领域，更具体地，涉及一种太赫兹任意波形的产生方法及系统。

背景技术

超大带宽(数十GHz乃至THz)的电学任意波形在高速光通信、生物医学、化学光谱分析、高分辨率的距离等领域有着广泛的应用需求。由于低带宽(10GHz以下)的频谱资源已出现明显拥挤和激烈竞争，当前电学任意波形正在朝着大带宽(数十GHz乃至THz)、高精度、高刷新速率(产生速率)、结构简单、大时间尺度5个方向发展。

传统的电子学方法具有产生精度高、刷新率高等优点，但受限于有限的数模转换器(DAC)速率，产生的任意波形带宽有限，低带宽任意波形虽可通过混频链路达到100GHz以上的太赫兹载波，但其带宽受限于混频链路的中频带宽，通常也很有限。另外，当前的超大带宽的任意波形产生难以在保证超大带宽、高精度、高刷新率的同时实现结构简单、大尺间尺度。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种太赫兹任意波形的产生方法及系统，其目的在于解决现有技术中无法在保证超大带宽、高精度、高刷新率的同时实现结构简单、大尺间尺度的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种太赫兹任意波形的产生方法及系统。

一种太赫兹任意波形的产生方法，包括：

S1、将光纤飞秒脉冲进行滤波得到具有矩形光谱的超短脉冲；

S2、将所述超短脉冲进行色散拉伸实现矩形光谱到时域的映射，以获取矩形时域波形；

S3、将所述太赫兹任意波形对应的波形参数通过幅度调制器加载到所述矩形时域波形上进行调制得到调制时域波形，所述矩形时域波形与所述幅度调制器具有相同的偏振态；

S4、将所述调制时域波形进行时域压缩得到时域压缩波形，并将所述时域压缩波形进行光电转换得到所述太赫兹任意波形。

在其中一个实施例中，所述步骤S2具体包括：

S201、将所述超短脉冲进行色散拉伸实现矩形光谱到时域的映射得到原始时域波形；

S202、对所述原始时域波形的偏振态进行调整，以使得到的所述矩形时域波形与所述幅度调制器具有相同的偏振态。

在其中一个实施例中，所述步骤S4具体包括：

S401、将所述调制时域波形进行时域上的色散压缩得到时域压缩波形，所述时域压缩波形的压缩倍数与压缩的色散量相关；

S402、将所述时域压缩波形中光信号转换为电信号得到所述太赫兹任意波形。

在其中一个实施例中，所述步骤S1之前，所述方法还包括：

利用飞秒脉冲光源产生脉宽小于100fs，脉冲重复频率为20MHz的所述光纤飞秒脉冲。

一种太赫兹任意波形的产生系统，包括：

矩形光滤波器，用于将光纤飞秒脉冲进行滤波处理得到具有矩形光谱的超短脉冲；