[发明专利]一种大串并转换比的光串并转换系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种光串并转换技术，尤其涉及一种基于时域傅里叶变换的大串并转换技术。

背景技术

灵活性大、可靠性高的数字信号处理技术为人类社会的方方面面带来了革命性的发展。要实现模拟信号到数字信号的转化，模数转换(Analog to Digital Converter，简称ADC)是其关键技术。随着人们对信息认知、获取、传输的速率和精度的要求的不断提升，人们对高带宽、高采样率、高量化精度的ADC技术的需求也日益迫切。然而传统电ADC技术受限于电子孔径抖动和电子渡越时间不确定性，其采样速率和带宽无法得到同时提升。所以，为了克服电ADC的瓶颈，研究人员开始采用光学采样的方法来提高ADC的采样速率，这样结合光学采样和电量化技术构建的新型光子ADC可以突破电ADC的速率瓶颈，是ADC技术达到高速高精度的可靠途径，也是目前国内外研究的热点之一。

光子ADC的采样速率由电量化的速率和光串并转换的转换比的乘积决定。事实上，为了保证高量化精度，采用的电量化器件的速率就不能过高(低于GSa/s)。这样要实现超高采样率(亚T至TSa/s量级)的光子ADC的核心就在于大串并转换比(>100)的高速光串并转换。但在现有的光采样实验报道中，由于采用的超窄光脉冲源的谱宽很宽，不管是采用OTDM技术还是波-时分源技术，可以实现的串并转换比均受到很大限制(一般不超过20)。实际上这是目前光子ADC进一步提高采样率和精度的关键问题，而这就要求通过新的机理实现大串并转换比(>50)。而要将其应用于ADC，新的机理带来的时间不确定性问题也是一个不可回避的研究问题。

发明内容

本发明提供一种基于时域傅里叶变换的大串并转换技术，简化了传统光串并转换的过程，并实现大串并转换比。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种大串并转换比的光串并转换系统，包括时域傅里叶变换采样系统和大串并转换比系统，所述时域傅里叶变换采样系统由一段色散介质，偏振控制器，马赫曾德尔调制器组成；所述大串并转换比系统由波分复用器、信道均衡器、光电探测器和电子ADC组成；宽谱光窄脉冲经过所述色散介质进行色散走离，形成带有线性啁啾的恒幅光脉冲，该线性啁啾的恒幅光脉冲经过所述偏振控制器到达所述马赫曾德尔调制器对波形信号进行采样；采样后的脉冲信号进入所述大串并转换比系统，通过所述波分复用器分离出不同中心波长的光载波信号，所分离出的不同中心波长的光载波信号携带有波形信号不同时间点的幅度信息，经过所述信道均衡器到达所述光电探测器转化为电微波信号，之后通过所述电子ADC进行量化。

进一步讲，本发明中，所述波分复用器的路数为10路至100路，通过选用波分复用器的路数调节系统的串并转换比。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明提出的基于时域傅里叶变换采样的大串并转换技术，可以极大地简化光子ADC中光串并转换的步骤。

(2)本发明提出的基于时域傅里叶变换采样的大串并转换技术，可以实现直接实现非常大(>50)的串并转换比。

本发明操作简单易行，基于上述优点，本发明可广泛应用于光通信、光模数转换、激光雷达、微波光子学等领域。

附图说明

图1为本发明大串并转换比的光串并转换系统的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。

本发明的设计思路是：光子ADC的采样速率由电量化的速率和光串并转换的转换比的乘积决定。而如今的电ADC量化技术已经非常成熟，可以做到对10GHz量级的采样信号进行高精度的量化，所以串并转换技术成为制约光子ADC采样速率提升的关键。本发明采用线性啁啾光信号进行光采样，简化了光串并转换的过程。实现此方案的关键因素是线性啁啾光信号的产生。

如图1所示，本发明提出的一种大串并转换比的光串并转换系统，包括时域傅里叶变换采样系统和大串并转换比系统。

所述时域傅里叶变换采样系统由一段色散介质2，偏振控制器3，马赫曾德尔调制器4组成；所述大串并转换比系统由波分复用器5、信道均衡器6、光电探测器7和电子ADC9组成。所述波分复用器5的路数为10路至100路，通过选用波分复用器5的路数调节系统的串并转换比。