[发明专利]基于并联双驱动马赫曾德尔调制器的任意波形生成系统及方法

说明书

本发明公开了基于并联双驱动马赫曾德尔调制器的任意波形生成系统及方法，系统包括锁模激光器、可编程光谱整形器、波分解复用器、N个马赫曾德尔调制器、2N个数字信号发生器、波分复用器、光电检测器、低通滤波器，锁模激光器、可编程光谱整形器、波分复用器通过光纤依次连接，波分解复用器分N路分别通过光纤连接N个双驱动马赫曾德尔调制器，每一双驱动马赫曾德尔调制器与两个数字信号发生器分别电连接，N个马赫曾德尔调制器都与波分复用器通过光纤连接，波分复用器通过光纤连接光电检测器，光电检测器电连接低通滤波器。本发明利用并联的双驱动马赫曾德尔调制器方式，对光载波进行强度调制调制，从而利用现有转换设备实现任意波形的产生。

技术领域

本发明涉及微波光子学和光通信技术领域，具体涉及一种基于并联双驱动马赫曾德尔调制器的任意波形生成方法及系统。

背景技术

射频任意波形生成(Radio-frequency arbitrary waveform generation)技术即电学任意波形生成已经十分成熟，射频任意波形技术在高速通信、频谱分析和高分辨率测距等众多应用中有着重要的意义。在这方面，最先进的电子设备受到有限的数模转换速度影响，其工作的频率最高仅能达到20GHz，而且电学系统面临着高定时抖动、体积大、易受电磁干扰等问题的挑战。为了突破电学任意波形的瓶颈，微波光子学进入了研究者的视野，并进行了大量研究，以解决电学任意波形的缺点。随着光通信技术的研究和发展，产生了光学任意波形生成(OAWG,Optical arbitrary waveform generation)技术，它利用光的大带宽、高重复率、高速率等优点，通过改变光脉冲的幅度、相位、波长等信息实现任意波形的生成。

目前，光任意波形生成的主要方法有直接空时映射脉冲整形、频域脉冲整形、时域脉冲整形等技术。基于直接空时映射的脉冲整形提出了基于空间光调制器(SLM)的用于光任意波形的生成技术，通过空间调制输入超短脉冲的空间色散光谱来执行波形合成；但是在利用空间光调制器来实现脉冲整形涉及到空间到光纤和光纤到空间的耦合，使得系统复杂并且空间光调制器的响应速度较慢，从而限制了系统的应用。基于频域脉冲整形技术的光任意波形生成技术，波形的生成严重依赖于滤波器的属性，目前滤波器主要使用光纤布拉格光栅，其难以调整的特性限制波形的重构。基于频时映射的光任意波形生技术，可以获得调制信号频谱的波形，但获得的波形是高度对称的，而任意波形生成中非对称波形的生成是必要的。

针对现有技术存在的以上问题，本发明对其进行改进。

发明内容

基于现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种基于并联双驱动马赫曾德尔调制器的任意波形生成方法及系统。

为了达到上述的发明目的，本发明采用以下技术方案。

基于并联双驱动马赫曾德尔调制器的任意波形生成系统，包括锁模激光器、可编程光谱整形器、波分解复用器、N个马赫曾德尔调制器、2N个数字信号发生器、波分复用器、光电检测器、低通滤波器，锁模激光器、可编程光谱整形器、波分复用器通过光纤依次连接，波分解复用器分N路分别通过光纤连接N个双驱动马赫曾德尔调制器，每一双驱动马赫曾德尔调制器与两个数字信号发生器分别电连接，N个马赫曾德尔调制器都与波分复用器通过光纤连接，波分复用器通过光纤连接光电检测器，光电检测器电连接低通滤波器。

进一步的，锁模激光器产生的宽谱光源的频段分为间隔相同的N段，N段光谱经可编程光谱整形器整形后经波分解复用器解复用输入N路并行双驱动马赫曾德尔调制器的光脉冲功率之比为I₁:I₂:...:I_N＝4⁰:4¹:4²:...:4^N-1。