[发明专利]基于欠采样的数模混合式光学锁相环系统

摘要

一种基于欠采样的数模混合式光学锁相环系统，可应用于高速高灵敏度的零差相干解调激光通信系统中。通过将信号光和本振光经90度光学桥接器和平衡探测器转化为模拟电信号后，模拟数字转换器(ADC)对该电信号进行欠采样，以现场可编程逻辑门阵列(FPGA)为控制器来提取相位误差信号，相位误差信号经过数字环路滤波后驱动直接数字频率合成器(DDS)产生频率和相位都受控的误差信号，进而实现光学锁相。本发明的特点是采用欠采样的方式实现相位误差信号的提取，减小了对接收端电子学带宽及数字信号处理速度的要求。同时通过外调制的方式控制本振光，提高了环路控制带宽和锁相性能。本发明可以实现高速高灵敏度的零差相干解调。

主权项

1.一种基于欠采样的数模混合式光学锁相环系统，其特征在于：包括第一激光器(1)、IQ调制器(2)、第一驱动器(3)、第二驱动器(4)、第一分束器(5)、IQ偏压控制器(6)、可调衰减器(7)、第二分束器(8)、光学放大器(9)、光功率计(10)、90度光学桥接器(11)、第一探测器(12)、第二探测器(13)、第三探测器(14)、第四探测器(15)、电学放大器(16)、ADC(17)、FPGA(18)、第一DAC(19)、激光器外调制单元(20)、第二DAC(21)、第二激光器(22)、限幅放大器(23)和误码仪(24)，上述元部件的位置关系如下：/n所述的第一激光器(1)的输出端与所述的IQ调制器(2)的1输入端相连，该IQ调制器(2)的输出端与所述的第一分束器(5)的输入端相连，该第一分束器(5)将入射光分为两路：一路经所述的可调衰减器(7)进入第二分束器(8)，另一路进入所述的IQ偏压控制器(6)的输入端，该IQ偏压控制器(6)的1、2、3输出端分别与所述的IQ调制器(2)的4、5、6输入端相连；/n所述的第二分束器(8)将入射光分为两路：一路供所述的光功率计(10)检测，另一路经所述的光学放大器(9)放大后输入到所述的90度光学桥接器(11)的1输入端，该90度光学桥接器(11)的1、2、3、4输出端分别供所述的第一探测器(12)、第二探测器(13)、第三探测器(14)、第四探测器(15)探测，所述的第一探测器(12)、第二探测器(13)的输出端分别与所述的限幅放大器(23)的1、2输入端相连，该限幅放大器(23)的1、2输出端分别与所述的误码仪(24)的1、2输入端相连，该误码仪(24)的1、2输出端分别经所述的第一驱动器(3)、第二驱动器(4)与所述的IQ调制器(2)的2、3输入端相连，所述的第三探测器(14)、第四探测器(15)的输出端分别与所述的电学放大器(16)1、2输入端相连，该电学放大器(16)的1、2输出端与所述的ADC(17)的1、2输入端相连，该ADC(17)的1、2输出端与所述的FPGA(18)的1、2输入端相连，该FPGA(18)的1输出端经所述的第一DAC(19)输入所述的激光器外调制单元(20)的1输入端，所述的FPGA(18)的2输出端经所述的第二DAC(21)与所述的第二激光器(22)的控制端相连，该第二激光器(22)的输出端与所述的激光器外调制单元(20)的2输入端相连，所述的激光器外调制单元(20)的输出端与所述的90度光学桥接器(11)的2输入端相连。/n