[发明专利]探测带宽大于1THz的光信号实时矢量分析方法及装置

权利要求书

1.一种探测带宽大于1THz的光信号实时矢量分析方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、待测信号经过时域透镜聚焦技术实现时域傅里叶变换，得到映射在时域波形信号上的实时光谱信息；

B、将超短光脉冲经色散大小为Φ₁的色散作用充分展宽得到其时域光谱，形成啁啾扫频源，作为相干探测的本振光；

C、将映射在时域波形信号上的光谱信息与相干探测的本振光进行相干探测，将相干得到的光信号转化为电信号，所述电信号经数据采集处理，恢复待测信号的频域强度和相位信息；

D、将步骤C得到的待测信号的频域全场信息进行傅里叶逆变换，恢复待测信号的时域全光场信息。

2.根据权利要求1所述的探测带宽大于1THz的光信号实时矢量分析方法，其特征在于：所述步骤A具体包括如下步骤：

A1、电光强度调制器实现对信号的时间窗口范围截取；

A2、强度调制后的信号再经过电光相位调制器，对窗口内光信号加载时间上的二次相位实现时域透镜功能，i为虚数单位，Φ_f为所述时域透镜的“焦距”；

A3、携带二次相位的光信号通过光纤色散Φ₂作用使之压缩，得到待测信号的时域光谱信息，色散大小Φ₂为时域透镜聚焦系统的“像距”。

3.根据权利要求2所述的探测带宽大于1THz的光信号实时矢量分析方法，其特征在于：步骤A2中对应的“焦距”Φ_f与步骤A3中的“像距”Φ₂相等，即Φ_f＝Φ₂。

4.根据权利要求3所述的探测带宽大于1THz的光信号实时矢量分析方法，其特征在于：步骤A3中的“像距”的色散量Φ₂应与步骤B中的色散量Φ₁相等，即Φ₂＝Φ₁。

5.根据权利要求1所述的探测带宽大于1THz的光信号实时矢量分析方法，其特征在于：所述步骤C中的相干探测利用了相位分集技术，同时获取同相和正交的两路干涉信号，通过分析同相和正交的两路干涉信号恢复其全光场信息。

6.一种探测带宽大于1THz的光信号实时矢量分析装置，其特征在于：包括时域透镜聚焦系统，第一光纤锁模激光器，光学带通滤波器，第一色散补偿光纤，第一、第二偏振控制器，相干接收机，实时示波器；

所述时域透镜聚焦系统，用于对待测信号实现时域傅里叶变换，实现信号频域到时域的映射变换；

所述第一光纤锁模激光器用于产生脉宽小于1ps，脉冲重复频率为MHz量级的超短脉冲序列；

所述第一色散补偿光纤，用于第一光纤锁模激光器进行色散拉伸作用以实现啁啾的扫频光源；

所述光学带通滤波器，用于控制第一光纤锁模激光器的工作光谱范围，避免实现时域拉伸过程中发生相邻脉冲混叠；

所述第一、第二偏振控制器，分别用于控制输入到相干接收机的信号光和本振光的偏振状态，使其干涉效果最强；

所述相干接收机，用于信号光与本振光实现相干探测，并将光信号转换成为电信号输出；

所述的实时示波器，用于对相干接收机输出的电信号进行采样和模数转换，并实时显示。

7.根据权利要求6所述的探测带宽大于1THz的光信号实时矢量分析装置，其特征在于：所述时域透镜系统包括电光强度调制器，电光相位调制器，任意波形发生器，第二色散补偿光纤，第一光放大器；

所述电光强度调制器，用于对待测信号实现时间窗口截取；

所述电光相位调制器，用于对窗口内光信号加载时间上的二次相位；

所述任意波形发生器，用于产生施加在电光强度调制器及电光相位调制器上的射频信号；

所述第一光放大器，用于将电光强度调制器输出的光信号放大，补偿电光强度调制及系统链路带来的光功率损耗；

所述第二色散补偿光纤，用于对二次相位调制后的光信号进行色散压缩得到待测信号时域光谱信息。