[发明专利]基于双驱动PDM-MZM的微波光子下变频方法

权利要求书

1.一种基于双驱动偏振复用马赫增德尔调制器PDM-MZM的微波光子下变频方法，其特征在于，该方法是在由一个激光器、两个微波信号源、包含两个子调制器的一个偏振复用马赫增德尔调制器PDM-MZM、一个光分束器、两个光电探测器和一个电相减器组成的链路中实现的，该方法的具体步骤如下：

(1)输入光载波信号：

将激光器产生的光载波信号输入到偏振复用马赫增德尔调制器PDM-MZM中；

(2)两个微波信号源分别产生射频信号和本振信号；

(3)设置子调制器的直流偏置电压：

分别设置偏振复用马赫增德尔调制器PDM-MZM两个子调制器的直流偏置电压，使两个子调制器工作在其不同的传输点状态上；

(4)生成调制光信号：

将射频信号和本振信号同时输入到第一个子调制器和第二个子调制器中，进行光载波信号调制，生成含有本振信号边带和射频信号边带的调制光信号；偏振复用马赫增德尔调制器PDM-MZM的上、下两个电驱动端口同时连接产生射频信号RF的微波信号源S₁和产生本振信号LO的微波信号源S₀；

(5)光分束器利用分束公式，将生成的调制光信号分为上、下两路；

(6)探测调制光信号：

两个光电探测器利用光电转换公式，分别检测上、下两路调制光信号，得到两路中频信号；

(7)电相减器抑制噪声：

电相减器将两路信号噪声幅度相减，得到抑制噪声后的微波光子下变频的中频信号。

2.根据权利要求1所述的基于双驱动偏振复用马赫增德尔调制器PDM-MZM的微波光子下变频方法，其特征在于，步骤(3)中所述的分别设置偏振复用马赫增德尔调制器PDM-MZM两个子调制器的直流偏置电压的具体步骤如下：

第一步，将第一个调制器的上、下两臂直流偏置电压设置为零，使调制器工作在最大传输点状态；

第二步，将第二个调制器的上、下两臂直流偏置电压设置为光载波信号产生π相位差时所需电压的一半，使调制器工作在最小传输点状态。

3.根据权利要求1所述的基于双驱动偏振复用马赫增德尔调制器PDM-MZM的微波光子下变频方法，其特征在于，步骤(5)中所述的分束公式如下：

其中,E(t)表示上路调制光信号或下路调制光信号，t表示调制光信号的变化时间，表示开根号操作，P_c表示激光器输出光载波信号的强度，e表示以自然常数为底的指数操作，j表示虚数单位，ω_c表示光载波信号的频率，k表示调制光信号的位置，k＝0表示上路调制光信号，k＝1表示下路调制光信号，J₁(·)表示一阶第一类贝塞尔函数操作，m₁表示射频信号的调制指数，其取值为m₁＝πV₁/V_π，π表示圆周率，V₁表示射频信号的电压幅度，V_π表示两个子调制器中输入的光载波信号产生π相位差时所需电压幅度，ω₁表示射频信号的频率，m₀表示本振信号的调制指数，且m₀＝πV₀/V_π，V₀表示本振信号的电压幅度，ω₀表示本振信号的频率。

4.根据权利要求1所述的基于双驱动偏振复用马赫增德尔调制器PDM-MZM的微波光子下变频方法，其特征在于，步骤(6)中所述的光电转换公式如下：

其中，i(t)表示上路中频信号或下路中频信号，R表示光电探测器的响应度，P_c表示激光器输出光载波信号的强度，x表示中频信号的位置，x＝0表示上路中频信号，x＝1表示下路中频信号，J₁(·)表示一阶第一类贝塞尔函数操作，m₁表示射频信号的调制指数，其取值为m₁＝πV₁/V_π，π表示圆周率，V₁表示射频信号的电压幅度，V_π表示两个子调制器中输入的光载波信号产生π相位差时所需电压幅度，m₀表示本振信号的调制指数，且m₀＝πV₀/V_π，V₀表示本振信号的电压幅度，ω₀表示本振信号的频率，ω₁表示射频信号的频率。