本发明专利技术为一种基于两个单驱动马赫曾德尔调制器的三角波形发生器。涉及光电子器件，微波光子学、信息处理领域。该器件包括连续波激光器(1)、射频信号源(2)、偏振控制器(3)、电功分器(4)、偏振分束器(5)、电放大器(6)、电移相器(7)、电移相器(8)、单驱动马赫曾德尔调制器(9)、单驱动马赫曾德尔调制器(10)、光电探测器(11)、光电探测器(12)、电移相器(13)、电移相器(14)、电合束器(15)。本发明专利技术中生成的三角波形的重复率等于输入射频信号的频率。的重复率等于输入射频信号的频率。的重复率等于输入射频信号的频率。
【技术实现步骤摘要】
一种基于两个单驱动马赫曾德尔调制器的三角波形发生器
[0001]本专利技术涉及一种基于两个单驱动马赫曾德尔调制器的三角波形发生器，涉及光电子器件、微波光子学、信息处理等领域。
技术介绍
[0002]三角波形生成是微波光子学领域一个重要的研究方向，三角波形在雷达系统、通信系统、信号处理(脉冲压缩、倍频信号、复制信号等)等领域都有着广泛的应用。近些年来研究者们提出了很多生成三角波形的方案，但这些方案生成的三角波形大都为对称三角波形，对生成对称因子可调谐的三角波形(非对称三角波形)的研究却很少。 2017年，G.-F.等人利用双平行马赫曾德尔调制器通过改变六个变量实现了锯齿波(锯齿波可认为是对称因子为0％的非对称三角波形) 的生成(Versatile photonic microwave waveforms generation using a dual
-ꢀ
parallel Mach
–
Zehnder modulator without other dispersive elements, Optics Communications 396(2017)134-140)，但其对称因子不可调谐。 2018年，Y.He等人利用两个级联的单驱动马赫曾德尔调制器实现了锯齿波的生成(Photonic microwave waveforms generation based on twocascaded single-drive Mach-Zehnder modulators,Opt.Express 26(6) (2018)7829-7841)，但该结构比较复杂且对称因子不可调谐。2020年， C.Wei等人利用一个单驱动马赫曾德尔调制器和一些偏振器件实现了锯齿波的生成(Tunable microwave sawtooth waveform generationbased on one single-drive Mach-Zehnder modulator,Opt.Express 28(6) (2020)8098-8107)，但由于用到了很多偏振器件，会使得系统变得不稳定，且对称因子不可调谐。2020年，J.Li等人利用I/Q调制器实现了对称因子在20％-80％的三角波形的生成(Generation of an opticaltriangular-shaped pulse train with variable symmetry by using an I/Qmodulator,Opt.Lett.45(6)(2020)1411-1414)，但所生成的三角波形只基于三个谐波分量(使生成的三角波形的电流表达式近似等于理想三角波形傅里叶展开式的前三项)。本专利技术提出一种基于两个单驱动马赫曾德尔调制器的三角波形发生器，通过调节七个变量，可实现对称因子范围在0％-100％的三角波形的生成，本专利技术生成的三角波形是基于四个谐波分量生成的(使生成的三角波形的电流表达式近似等于理想三角波形傅里叶展开式的前四项)，相对于基于三个谐波分量生成的三角波形的方案，本专利技术生成的三角波形与理论波形更为相似。生成三角波形的重复率等于输入射频信号的频率。
技术实现思路
[0003]本专利技术提出了一种基于两个单驱动马赫曾德尔调制器的三角波形发生器。
[0004]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种基于两个单驱动马赫曾德尔调制器的三角波形发生器，其特征在于：该器件包括连续波激光器1、射频信号源2、偏振控制器3、电功分器4、偏振分束器5、电放大器6、电移相器7、电移相器8、单驱动马赫曾德尔调制器9、单驱动马赫曾德尔调制器10、光电探测器
11、光电探测器12、电移相器13、电移相器14、电合束器15；具体连接方式为：
[0006]连续波激光器1的输出端接偏振控制器3的输入端，偏振控制器 3的输出端接偏振分束器5的输入端，射频信号源2的输出端接电功分器4的输入端，电功分器4的输出端口41和输出端口42分别接电移相器7的输入端和电放大器6的输入端,电放大器6的输出端接电移相器8的输入端，偏振分束器5的输出端口51和输出端口52分别接单驱动马赫曾德尔调制器9的光输入端和单驱动马赫曾德尔调制器10的光输入端，电移相器7的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器 9的射频输入端，电移相器8的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器10 的射频输入端，单驱动马赫曾德尔调制器9的输出端接光电探测器11 的输入端，单驱动马赫曾德尔调制器10的输出端接光电探测器12的输入端，光电探测器11的输出端接电移相器13的输入端，光电探测器12的输出端接电移相器14的输入端，光电探测器13的输出端接电合束器15的输入端口151，光电探测器14的输出端接电合束器15 的输入端口152，电合束器15的输出端接示波器。
[0007]连续波激光器1与偏振控制器3，偏振控制器3与偏振分束器5，偏振分束器5与单驱动马赫曾德尔调制器9，偏振分束器5与单驱动马赫曾德尔调制器10，单驱动马赫曾德尔调制器9与光电探测器11，单驱动马赫曾德尔调制器10与光电探测器12之间均采用光纤连接。射频信号源2与电功分器4，电功分器4与电放大器6，电功分器4 与电移相器7，电放大器6与电移相器8，电移相器7与单驱动马赫曾德尔调制器9，电移相器8与单驱动马赫曾德尔调制器10，光电探测器11与电移相器13，光电探测器12与电移相器14，电移相器13 与电合束器15，电移相器14与电合束器15、电合束器15与示波器之间均采用射频线连接。
[0008]本专利技术的具体工作原理如下：
[0009]连续波激光器1发出的光信号经过偏振控制器3后进入偏振分束器5中，设连续波激光器1发出光信号的光场表达式为： E
in
(t)＝E
o
exp(jω
o
t)，E
o
和ω
o
分别代表光信号的幅度和角频率。射频信号源2发出的射频信号的电场表达式为：V
LO
(t)＝V
LO
sin(ωt),V
LO
和ω分别代表电信号的幅度和角频率。单驱动马赫曾德尔调制器9偏置在正交传输点、单驱动马赫曾德尔10调制偏置在最小传输点。偏振合束器的两路输出信号为
[0010][0011]α代表偏振控制器3的旋转角度。
[0012]单驱动马赫曾德尔调制器9和单驱动马赫曾德尔调制器10输出光信号的光场表达式分别为：
[0013][0014]其中m1＝πV
LO
/(2V
π
)and m2＝gπV
LO
/(2V
π
)分别代表单驱动马赫曾德尔调制器9的调制系数和单驱动马赫曾德尔调制器10的调制系数。V
π
代表调制器的半波电压。g代表电放大器6的增益。
[0015]考虑小信号调制时，可得光电探测器11和光电探测器12输出的电流表达式为:
[0016][0017]其中代表光电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于两个单驱动马赫曾德尔调制器的三角波形发生器，其特征在于：该器件包括连续波激光器(1)、射频信号源(2)、偏振控制器(3)、电功分器(4)、偏振分束器(5)、电放大器(6)、电移相器(7)、电移相器(8)、单驱动马赫曾德尔调制器(9)、单驱动马赫曾德尔调制器(10)、光电探测器(11)、光电探测器(12)、电移相器(13)、电移相器(14)、电合束器(15)；具体连接方式为：连续波激光器(1)的输出端接偏振控制器(3)的输入端，偏振控制器(3)的输出端接偏振分束器(5)的输入端，射频信号源(2)的输出端接电功分器(4)的输入端，电功分器(4)的输出端口(41)和输出端口(42)分别接电移相器(7)的输入端和电放大器(6)的输入端,电放大器(6)的输出端接电移相器(8)的输入端，偏振分束器(5)的输出端口(51)和输出端口(52)分别接单驱动马赫曾德尔调制器(9)的光输入端和单驱动马赫曾德尔调制器(10)的光输入端，电移相器(7)的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器(9)的射频输入端，电移相器(8)的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器(10)的射频输入端，单驱动马赫曾德尔调制器(9)的输出端接光电探测器(11)的输...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晶，王创业，宁提纲，裴丽，郑晶晶，王建帅，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。