[发明专利]一种面向5G-RoF的自反馈信号调制方法

摘要

本发明公开了一种面向5G‑RoF的自反馈信号调制方法，基于反馈干涉原理的调制方案，利用射频电信号驱动无源振动器件，并采用回射式结构完成射频电信号的光载波调制，具体的讲，激光器发射的一部分光场和无源振动器件反射回来的光场在激光器谐振腔内相互干涉，进而完成电信号的光载波调制过程，这样大大降低了电光调制系统的成本以及复杂性，且便于电光调制系统的集成。

主权项

1.一种面向5G‑RoF的自反馈信号调制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、设置电光调制系统参数；(2)、设置反馈系数C(2.1)、设置无源振动器件的反射端面的反射率；通过镀膜、抛光技术处理无源振动器件的反射端面，使无源振动器件的反射端面的反射率达到R；(2.2)、设置无源振动器件与激光器谐振腔前端面之间的距离S0；(2.3)、调整电光调制系统的光路，使反馈到激光器谐振腔中的光场Er达到最大；(2.4)、通过步骤(2.1)、(2.3)的设置处理后，根据反馈到激光器谐振腔的光场Er、激光器谐振腔长度L和无源振动器件与激光器谐振腔前端面之间的距离S0计算反馈系数C：其中，是光场振幅的反馈系数，α_en是线宽因子，n₁是传播介质的散射指数；(3)、驱动无源振动器件振动由信号m(t)驱动无源振动器件，使无源振动器件随着信号m(t)波形变化而振动，且无源振动器件的振幅小于等于λ0/8，λ0是激光器的初始输出光波长；无源振动器件的反射端面距激光器谐振腔前端面的距离S随信号m(t)变化满足关系为：S＝S0+m(t)(4)、计算由无源振动器件端面反射重新回到谐振腔的返回光场E(t)启动激光器，在没有调制的情况下激光器谐振腔内的光场为E，光场在相位平面上以频率ω旋转，当输出光到达无源振动器件的反射端面后，有部分光被反射回激光器谐振腔内，这部分光的相位增加φ＝2ks，该部分光再经过无源振动器件的反射端面反射，在往返一次之后重新回到激光器谐振腔，返回谐振腔的光场E(t)为：E(t)＝r1r2exp(2α*L)exp(i2kL)E+aexp(i2ks)E其中，r1和r2分别是谐振腔前后端面的反射率，k表示波矢，i表示虚部，α*是谐振腔单位长度的净增益，a是光到达无源振动器件反射端面的总光场损失；(5)、根据返回谐振腔中的光场，得到电光调制系统的环路增益反射到激光器谐振腔中的这部分光往返一次之后重新回到激光器谐振腔内，电光调制系统的环路增益为：Glo＝r1r2exp(2α*L)exp(i2kL)+aexp(i2ks)＝1(6)、根据系统环路增益，计算激光器受到调制后谐振腔内的频率变化(6.1)、根据Barkhausen振荡判断标准，重新达到谐振状态时，系统环路增益G10的模|G10|等于1，系统环路增益的相位φ10等于0；(6.2)、环路增益G10的相位φlo＝arctan[ImGlo/ReGlo]，再由(6.1)增益的相位等于0得到系统的环路增益实部ImG10为0，即：ImGlo＝r1r2exp(2α*L)sin(2kL)+asin(2ks)＝0(6.3)、当激光器重新达到谐振状态时，激光器的频率为v和谐振腔长度L满足：2kL＝4πn0L(v‑v0)/c其中，v0是激光器未受到调制时激光器的频率，n0是谐振腔中工作介质的折射率，c表示光速；由(6.2)ImG10为0，得到：r1r2exp(2α*L)sin[4πn0L(v‑v0)/c]+asin(2ks)＝0求解上式，得到谐振腔受到无源振动器件的反射光影响时激光器的频率v满足：v＝v0‑(c/4πn0L)asin(4πv0s/c)(7)、根据激光器输出频率以及激光器增益，计算激光器受到无源振动器件调制后的输出功率根据激光器的输出功率P与激光器的增益以及激光器频率v的关系，可以得到激光器受到无源器件反射光影响之后输出功率为：P＝P0(1+mcosφ)其中，P0表示未调制时激光器的输出功率，m是调制系数；(8)、对已调光信号通过布拉格光纤光栅进行滤波处理将调制后的光信号耦合进光纤传输，再通过布拉格光纤光栅进行滤波后，由光检测器PD转换为电信号。