[发明专利]一种产生八倍频光载毫米波的方法及其装置

说明书

本发明公开了一种产生八倍频光载毫米波的装置和方法，包括激光二极管LD发出的光波经过集成调制器被射频信号调制，集成调制器由两个并行的MZM调制器构成，调制器都偏置在最大输出点，两个子调制器的射频驱动信号相位差为π，每个子调制器两臂射频驱动信号之间的相位差都为π/2，由移相器实现；理想调制器的消光比无穷大，两个子调制器输出的上下两路信号相加会生成4k（k=0,±1）阶边带；载波的幅度正比于零阶贝塞尔函数J₀(m)，m为调制指数，通过设置合适的调制指数，载波分量为零时，经过光纤传输后正4阶边带和负4阶边带在光电探测器PD拍频产生八倍频毫米波信号。本发明降低对调制器带宽的要求，产生八倍频光载毫米波。

技术领域

本发明涉及光电信号处理方法，尤其涉及一种产生八倍频光载毫米波的方法及其装置。

背景技术

光纤无线通信RoF技术结合了光纤通信带宽大、传输距离长、成本低以及无线通信接入便捷的优势，而成为未来超宽带无线接入较为理想的通信方式。为了简化RoF系统配置、降低成本、需要在光域产生60GHz频率波段的毫米波信号。然而，受限于铌酸锂马赫-曾德尔调制器(MZM)较低的频率响应，直接将毫米波信号调制到光频上存在困难，需要采用多倍频技术产生高频光载毫米波。因此如何产生高质量的多倍频光载毫米波就成为了问题的突破口。

与四倍频或六倍频毫米波信号产生方案相比，八倍频方案可以产生更高频率的毫米波信号或进一步降低对调制器带宽的需要。已经报道的产生八倍频光载毫米波的方法有集成调制器法[Journal of Optical Networking,2008,7(10):837-845；光学学报，2014，4(3):0306004-1-8]、级联调制器法[IEEE Photonics Technology Letters,2010,22(1):24-26]、级联集成调制器法[Optics Express,2009,17(22):19749-19756]。

然而，上述产生八倍频光载毫米波的方法存在一些不足。采用集成调制器法或级联调制器法虽然结构简单，但由于商用MZM调制器的消光比有限会产生不需要的光边带而引起光边带抑制比OSSR下降，从而不能产生高质量的毫米波信号，需要使用额外的光滤波器抑制不需要的光边带，但这样又会妨碍这两种八倍频光载毫米波产生方法在波分复用WDM-RoF系统中的应用。采用级联集成调制器法虽然可以获得较高的光边带抑制比OSSR而产生高质量的毫米波，但这种方法需要两个集成调制器结构复杂、插入损耗大、成本较高。

发明内容

1、发明目的。

本发明提供一种无需光滤波器且能在商用调制器有限消光比条件下产生八倍频光载毫米波的方法和装置。

2、本发明所采用的技术方案。

本发明提出了一种产生八倍频光载毫米波的装置，包括激光二极管LD、RF射频信号发生器、集成调制器、移相器、光电探测器；

激光二极管LD发出的光波经过集成调制器被射频信号调制，集成调制器由两个并行的MZM调制器构成，这两个MZM子调制器都偏置在最大输出点，两个子调制器的射频驱动信号之间的相位差为π，每个子调制器两臂射频驱动信号之间的相位差都为π/2，由移相器实现；调制器的消光比无穷大，两个子调制器输出的上下两路信号相加会生成4k阶边带，主要包括载波k＝0和±4阶边带k＝±1；载波的幅度正比于零阶贝塞尔函数J₀(m)，m为调制指数，通过设置合适的调制指数，使J₀(m)＝0；当载波分量为零时，经过光纤传输后正4阶边带和负4阶边带在光电探测器PD拍频产生八倍频毫米波信号。

更进一步，所述的通过设置合适的调制指数，使J₀(m)＝0，即m＝2.405。

更进一步，调制指数m＝5.52。

更进一步，调制指数m＝5.43。