[发明专利]基于双偏振正交相移键控调制器的三角波生成方法

说明书

本发明公开了一种基于双偏振正交相移键控调制器的三角波生成方法，涉及微波技术领域以及光通信技术领域，主要应用于三角波信号的生成。所述方法如附图所示，包括激光源、射频信号源、电放大器、电功分器、电移相器、双偏振正交相移键控调制器、偏振控制器、起偏器以及光电探测器。调制器上臂对射频信号实现抑制载波单边带调制，生成正一阶和负三阶边带，在下臂只输出光载波。调节偏振控制器对光载波引入相移，通过调节调制指数和相移产生三角波信号。由于使用集成器件实现偏振复用并且不用光带通滤波器，因此生成的三角形脉冲且具有很好的稳定性与重复率调谐性。

技术领域

本发明涉及光通信技术领域和微波技术领域，主要涉及光通信技术中的一种基于双偏振正交相移键控调制器的三角波生成方法。

背景技术

随着社会的发展和科技的进步，大容量甚至超大容量的数据业务不断出现，相比于传统的基于电子电路产生信号的方法，利用光通信和微波技术的微波光子学信号产生技术具有系统简易、生成频率高、带宽大等特点，在高频段微波系统，例如通信、雷达等系统，都具有良好而广阔的应用前景。

近来，高重复频率的具有特殊时域形状的超短光脉冲的产生及其在全光信号处理中的应用得到了深入研究，比如抛物型脉冲、矩形脉冲和三角形脉冲等。其中，三角形脉冲在全光波长转换、全光分插复用、全光时分复用-波分复用的信号转换等应用中有明显的优势，是一种极具吸引力的特殊脉冲形式。三角形脉冲是一种在时域范围内具有线性上升沿和下降沿的特殊光脉冲形式。三角波在频谱中只有奇次谐波，并且在波形上具有线性斜率，即三角形脉冲的强度前后沿均为变化率恒定的直线。

由于其脉冲频谱和波形线性的优势，三角形脉冲被广泛的应用于光子学领域，前景广阔，比如：将三角形光脉冲作为泵浦光应用于采用光纤自相位调制或交叉相位调制原理的波长转换器中，实现高效的全光波长转换，可以优化波长转换器的性能；将三角形光脉冲作为泵浦光还可以用于光脉冲信号的时域和频域同时复制；除此之外，利用对称的三角形光脉冲可以实现时分复用(TDM)到波分复用(WDM)的有效转换；三角形脉冲还可以用来进行脉冲压缩以及信号再生。由此可见，三角形光脉冲在全光信号处理领域扮演着十分重要的角色。

目前光生信号的技术主要分为三类。一是通过光学光谱整形；二是利用光纤的非线性，通过控制光纤的长度产生需要的信号波形；三是通过处理电光调制器的谐波。研究表明，在第三种方案中，通过合理控制正弦脉冲信号的傅里叶级数分量就可以得到所需要的信号脉冲序列。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的技术问题，本发明提出了一种利用双偏振正交相移键控调制器产生三角波的方法。该方法利用双偏振正交相移键控调制器，调制器上臂适当地调节直流偏置电压，实现对射频信号的抑制载波单边带调制，实现对正一阶边带和负三阶边带的功率增强，有效地抑制了光载波和正负二阶边带，下臂不加射频信号和直流电压，输出光载波，由于双偏振正交相移键控调制器下臂集成了一个90度偏振旋转器，因此，上下臂信号经内置的偏振复用器合并为正交偏振复用的光调制信号，该信号通过偏振控制器进入起偏器转化为线性偏振信号，并通过偏振控制器对光载波引入相移，通过调节调制指数和相移来生成三角波信号。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述装置包括激光源(LD)、射频信号源、双偏振正交相移键控调制器(DP-QPSK)、电移相器(PS)、电放大器(EA)、电功分器、偏振控制器(PC)、起偏器(Pol)、以及光电探测器(PD)；激光源的输出端口与双偏振正交相移键控调制器的光输入端口相连；调制器的输出端口依次连接一个偏振控制器和起偏器；起偏器的输出端口连接光电探测器的输入端口；光电探测器的输出端口可以连接频谱分析仪和采样示波器进行观察和测试。该方法旨在将三角波生成的方法以更简单、低成本的方法实现，发挥双偏振相移键控调制器的性能优势。

上述的双偏振正交相移键控调制器有两个双平行马赫-曾德尔调制器(DP-MZM)组成，且两个双平行马赫-曾德尔调制器分别位于正交相移键控器的上下两臂上，其中下臂集成一个90度偏振控制器，使下臂输出的光信号与上臂输出的光信号偏振态正交。