[发明专利]基于双根谱线循环移频方式的梳状谱发生器和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于双根谱线循环移频方式的梳状谱发生器和方法，克服了现有梳状谱发生技术为了生成平坦的梳状谱的系统稳定性、复杂性、可靠性，同时还缓解了循环移频方式中放大器自发噪声干扰（ASE）对谱线带来的影响。

技术背景

国际上对梳状谱发生器的探讨从上一世纪九十年代开始，但进展十分缓慢，鲜有适合于真实应用的方案。目前仅有以下几种方法来实现平坦梳状谱的梳状谱发生器：

 1）光学方式：该方式采用锁模激光器，对调制生产的各个边模进行处理。由于原理简单，从上一世纪九十年代开始，国内外对梳状谱发生器的研究基本都围绕此原理展开。但就取得的效果来看，基本以实验室理想环境下的可实现为主，实现了温控的商业化产品以及专利完全没有。从系统结果的角度来看，系统复杂且器件价格极贵，也很难实现基于此方式的梳状谱发生器的商业化、实用化。

2）采用WSS波长选择开关的梳状谱发生器：由于EDFA的ASE噪声累计所造成的影响，利用单边带循环移频方法产生噪声累计的现象，导致能产生的子载波个数小于50根，采用WSS波长选择开关和环路调制结合的梳状谱发生器，主要采用环路产生不平坦的梳状谱，然后利用WSS波长选择开关对各个梳状谱所在频率进行可编程滤波，将原本不平坦的梳状谱调整为平坦的梳状谱。

3）移频生成方式：该方案主要利用了调制器载波抑制调制方式，系统需要两个调制器以及一个双向的光滤波器，系统结构也较为复杂，但是经过环路循环可以满足产生多根谱线的要求，同时可以结合方法2，可以实现产生多根且平坦的谱线。

现有梳状谱发生器技术很难满足稳定、平坦、结构简单等关键要求，还有许多问题仍待解决。而锁模方式根本不适合商业化、实用化的梳状谱发生器。所以梳状谱发生器应该采用后面两种等基于调制的方法。因此就需要发明一种能够生成平坦、稳定的光梳状谱的梳状谱发生器。

发明内容

本发明的目的在于解决能够生成平坦、稳定的光梳状谱，提供一种基于双根谱线循环移频方式梳状谱线发生器和方法，该发生器产生的多根谱线足够平坦，且减小了激光器自发噪声累积对谱线产生的干扰，适用于实用产品的开发。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

基于双根谱线循环移频方式的梳状谱发生器，包括外腔激光器、四倍频系统、循环移频环路系统、偏振控制器和3dB耦合器。其特征在于：所述外腔激光器（ECL）与所述四倍频产生双根谱线系统相连，该四倍频系统是一个级联的双电极Mach-Zehnder调制器，其结构为：外腔激光器（ECL）的输出光进入级联的双电极Mach-Zehnder调制器，级联的双电极Mach-Zehnder调制器的上面一只双电极Mach-Zehnder调制器的一条臂上的RF电极输入由余弦微波信号源输出的余弦射频信号，并使那条臂上的直流电极接地；该双电极Mach-Zehnder调制器的另外一条臂上的RF电极输入由余弦微波信号源输出的并经                                                移相器移相的反向的余弦射频信号，并使该条臂上的直流电极接地；级联的双电极Mach-Zehnder调制器的下面一只双电极Mach-Zehnder调制器的一条臂上的RF电极输入由余弦微波信号源产生的并经移相器移相的正弦射频信号，并也使那条臂上的直流电极接地；该双电极Mach-Zehnder调制器的另一条臂上的RF电极输入由余弦微波信号源产生的并经移相器和移相器移相的反向的正弦射频信号，并使该条臂上的直流电极接地。级联的双电极Mach-Zehnder调制器的下面一只双电极Mach-Zehnder调制器的调制输出经过一个移相器的移相与级联的双电极Mach-Zehnder调制器的上面一只双电极Mach-Zehnder调制器的调制输出。与3dB耦合器的一个输入端相连；而经过所述循环移频环路系统调制后的信号经偏振控制器（PC）与3dB耦合器的另一个输入端相连。所述循环移频环路系统是3dB耦合器的一个输出端与光频谱分析仪（OSA）相连，3dB耦合器的一个输出端与另一个级联的双电极Mach-Zehnder调制器相连。相连所述的另一个级联的双电极Mach-Zehnder调制器的结构与前面讲到的级联的双电极Mach-Zehnder调制器的结构类似，只是余弦微波信号源频率不同，而且双电极Mach-Zehnder调制器的两个DD-MZM上臂的直流电极加上的电压，此级联的双电极Mach-Zehnder调制器的输出端与半导体光放大器（SOA）的输入端相连接。所述的半导体光放大器（SOA）的输出端与一个光滤波器（Optical Filter）的输入端相连接，所述的光滤波器（Optical Filter）的输出端与可调延时线（Delay Line）的输入端相连接，所述的可调延时线（Delay Line）的输出端通过环路链路光纤连接到所述的偏振控制器（PC）。