[发明专利]基于微波光子滤波器的分辨率可调光学传感解调装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于微波光子滤波器的分辨率可调光学传感解调装置及方法，装置包括控制器和顺序连接的光源、光耦合器、微波光子滤波器以及网络分析仪；光源输出待解调的第一光信号；光耦合器用于将第一光信号分为第二光信号和第三光信号；微波光子滤波器接收第一电信号，处理后输出为第二电信号；网络分析仪输出第一电信号后，接收第二电信号，分析得到微波光子滤波器的频率响应特性；控制器用于分析光源信号即第三光信号，并根据光源信号信息调整可调延时线的长度，以实现持续的高分辨率解调。本发明装置具有结构简单且具有分辨率可调的特性，可以实现持续的高分辨率光学信号解调。

技术领域

本发明属于信号解调领域，涉及一种基于微波光子滤波器的分辨率可调光学传感解调装置及方法。

背景技术

利用光学技术可以对外界环境变量实现更高灵敏度的传感，但在光学领域对光学信号的解调通常需要借助光谱仪，但是光谱仪的分辨率受限于其光学原理，通常只有0.02nm或者0.01nm的分辨率，而对于更高精度的传感解调来说这是无法满足的。相比较而言，电域的仪器具有更高的分辨率，因此将光学参量转换到电域进行测量可以充分利用电域仪器的高分辨率特性。而微波光子技术恰好能实现转换这一功能，微波光子滤波器成了一个很好的选择，但目前微波光子滤波器技术实现光学信息解调会面临随着测量范围范围变大分辨率下降的问题，这对于高分辨率的测量解调来说成为了一种局限。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于微波光子滤波器的分辨率可调光学传感解调装置及方法，实现在大光学信息范围下的持续高分辨解调，具有灵活简单的特性。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

基于微波光子滤波器的分辨率可调光学传感解调装置，包括控制器和顺序连接的光源、光耦合器、微波光子滤波器以及网络分析仪；

所述光源用于输出待解调的光信号，其信号为第一光信号，同时作为微波光子滤波器的光载波；

所述光耦合器用于将第一光信号分为第二光信号和第三光信号，第二光信号输入微波光子滤波器，第三光信号输入控制器；

所述微波光子滤波器包括单边带调制器、偏振控制器、光分束器、啁啾光纤光栅、可调延时线、光合束器以及光电探测器，啁啾光纤光栅和可调延时线为微波光子滤波器的两个抽头，微波光子滤波器接收第二光信号、第一电信号以及第三电信号，将处理后的第一电信号输出为第二电信号；

所述网络分析仪输出第一电信号到所述单边带调制器中并接收第二电信号进行分析，得到微波光子滤波器的频率响应特性；

所述控制器用于分析第三光信号，输出第三电信号到可调延时线，根据第三光信号信息调整可调延时线的长度，以实现持续的高分辨率解调。

进一步的，所述单边带调制器用于接收第二光信号和网络分析仪输出的第一电信号，将第一电信号调制到第二光信号上，并输出第四光信号；所述第四光信号是载波与正一阶或负一阶边带组成的单边带调制信号；

所述偏振控制器用于接收第四光信号并调整第四光信号的偏振方向，输出为第五光信号；

所述光分束器用于接收第五光信号，并将第五光信号分为第六光信号和第八光信号。

进一步的，所述啁啾光纤光栅为微波光子滤波器的第一个抽头，内部包含光纤环形器，用于接收第六光信号，输出为第七光信号；不同光波长的第六光信号将在啁啾光纤光栅内经历不同长度的路径；

所述光纤环形器用于接收第六光信号，并将其输入到啁啾光纤光栅，同时接收啁啾光纤光栅反射的光信号，并将反射回的光信号输出为第七光信号。