[发明专利]利用相位调制器和Sagnac环生成三角波的方法

说明书

本发明公开了一种利用相位调制器和Sagnac环产生三角波的方法，该发明涉及微波技术领域以及光通信技术领域，主要应用于三角波生成。所述方法如附图所示，包括光源、射频信号源、Sagnac环、偏振控制器、起偏器、光纤布拉格光栅、掺铒光纤放大器和光电探测器。所述Sagnac环由环形器、偏振分束器、相位调制器、偏振控制器3构成。利用相位调制器速率匹配特性，Sagnac环输出相位调制光信号和光载波，结合起偏器和光纤布拉格光栅的滤波特性，实现一阶边带与载波具有相同程度的抑制。Sagnac环输出信号通过EDFA和光电探测器后，即可产生三角波信号。改变射频信号频率，调节光载波的波长仍可得到新的三角波信号。因此，本方案可以产生全周期的三角波信号，且具有很好的调谐性。

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基于相位调制器和萨格奈克（Sagnac）环产生三角波信号的方法。

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，传统电光信号处理技术的网络复杂度高、处理速率低、消耗严重等缺点凸显，而全光信号处理的复杂程度和耗能程度远不及电光处理技术，可以从根本上解决传统电光信号处理中“电子瓶颈”的问题。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，三角形光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显示出比传统的高斯脉冲或双曲正割脉冲明显的优势，是一种极具吸引力的特殊脉冲形状。

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。与方波一样，三角波在频谱中只有奇次谐波，不同的是三角波的高次谐波下降速度比方波的快得多，除此之外，三角形脉冲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。

从时域波形划分，可将三角形脉冲分为对称三角形和非对称三角形，其中非对称三角形脉冲通常又被称作锯齿形脉冲。衡量一个三角形脉冲发生器性能的指标包括如下几个方面：（1）功率输出稳定（2）重复速率可调（3）脉冲宽度可调（4）结构设计灵活，组成设备简单易于获得，小型化方便集成（5）设计成本低廉

目前光生三角形脉冲的技术主要可以分为三类，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三角波，三是通过处理电光调制器的谐波。研究表明，第三种方案中，通过合理控制调整正弦脉冲信号的傅里叶分量就可以得到全周期的三角形脉冲序列。

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相位调制器结合Sagnac环产生三角形脉冲的方法。通过简单合理的参数设置，达到抑制二阶边带的效果，从而得到较高质量的全周期三角形脉冲信号。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：所述装置包括光源、射频信号源、Sagnac环、起偏器、光纤布拉格光栅、掺铒光纤放大器以及光电探测器；光源的输出端口与偏振控制器1相连，偏振控制器1另一端通过环形器接入Sagnac环；射频信号源的输出端与Sagnac环中相位调制器的射频输入端相连；Sagnac环的输出端通过环形器后依次接另一个偏振控制器2和起偏器，起偏器的输出输入到光纤布拉格光栅中；光纤布拉格光栅的输出端接掺铒光纤放大器，之后再输入到光电探测器中。掺铒光纤放大器后输出的光信号可接光频谱仪进行测试，光电探测器的输出端可连接频谱分析仪进行测试。

所述Sagnac环由环形器、偏振分束器、相位调制器、偏振控制器3构成。