本发明专利技术公开了一种基于偏振调制器的双向循环频移梳状谱发生系统，包括激光器(1)，激光器(1)发出的种子光首先进入光耦合器OC(3)，光耦合器OC(3)的输出光经过偏振双边带调制器PDSBM(5)调制后再次回到光耦合器OC(3)与种子光耦合继续循环，偏振双边带调制器PDSBM(5)将输入的光分为两束分别调整成正交的两个一阶单边带后合束输出。本系统实现光信号在单个环路里同时向种子光频率两侧循环移频，大大减少了系统循环次数，降低了环路中噪声积累的影响，并能提高输出梳状谱的平坦度和稳定性；本系统采用光可调延时线，能减小光时延对梳状谱的影响，提高谱线相干性。提高谱线相干性。提高谱线相干性。
【技术实现步骤摘要】
基于偏振调制器的双向循环频移梳状谱发生系统
[0001]本专利技术涉及光通信领域，具体是涉及一种双向循环频移梳状谱发生系统。
技术介绍
[0002]梳状谱发生系统是一种输出信号具有梳状频谱的光源，梳状谱在高精度频标、精密测距、微波光子学信号处理、任意波形发生器、密集波分复用等相关领域具有广阔的应用前景。鉴于其重要理论意义和应用价值，梳状谱正成为相关领域的研究热点。近年来，光通信技术不断进步，光器件成本逐渐下降，促进了梳状谱发生技术的发展。梳状谱的产生方案主要有：基于锁模激光器法、光纤非线性效应法、增益开关法、微谐振腔生成法、电光调制法和循环移频法等。
[0003]其中，基于电光调制法的梳状谱生成技术比较成熟，研究的也比较多，可以产生频率间隔可调的平坦梳状谱，且系统结构相对简单、易于实现。但是电光调制法相对于其它梳状谱生成方法来说，生成的梳线数目有限。尽管有研究者提出通过级联电光调制器的方式拓展生成的梳线数，但这种方式无疑会增加系统的复杂度和成本。因此，有学者提出了一种将电光调制器放置于一个环路中构成循环频移(RecirculatingFrequencyShift，RFS)环路来产生梳状谱的方法。该方法不仅可以利用电光调制器的优点，又能弥补其产生的平坦梳线少及带宽受限的问题。墨尔本大学学者提出了基于I/Q调制器的循环频移梳状谱生成方案，产生了128线、边模抑制比为20dB的梳状谱，但该系统产生的梳状谱的信噪比和平坦度不是太理想，也难以在实际应用中普及。如何产生梳线数量更多、梳线间隔可调、平坦度更好、信噪比更高以及系统结构简单的梳状谱发生系统，仍有许多问题亟待解决。
[0004]中国专利CN115664536A公开了一种双向循环频移梳状谱发生系统及光信号处理方法，该系统包括光耦合模块、第一变频模块、第二变频模块及互补频移模块，互补频移模块的第一输出口、第一变频模块及光耦合模块的第一输入口构成第一环路，互补频移模块的第二输出口、第二变频模块及光耦合模块的第二输入口构成第二环路，由此经过双环路中各单边调制后再次经过光耦合模块处理，如此循环调制，直至光耦合模块输出的光源状态符合预设梳状谱状态要求。该现有技术和本申请相比使用了两个独立的环路，环路中的器件也需要相应加倍。
技术实现思路
[0005]本专利技术所要解决的技术问题：针对现有技术采用双环路导致的器件多的问题，本专利技术提出了一种单环路的结构设计。
[0006]为了能够达到上述所述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种基于偏振调制器的双向循环频移梳状谱发生系统，包括激光器1，激光器1发出的种子光首先进入光耦合器OC3，光耦合器OC3的输出光经过偏振双边带调制器PDSBM5调制后再次回到光耦合器OC3与种子光耦合继续循环。
[0008]所述偏振双边带调制器PDSBM5将输入的光分为两束分别进入第一偏振调制器
PolM112和第二偏振调制器PolM220，第一偏振调制器PolM112的输出光依次经过偏振控制器和起偏器后进入偏振保持光耦合器PMOC17，第二偏振调制器PolM220的输出光依次经过光相移器OPS22、偏振控制器和起偏器后进入偏振保持光耦合器PMOC17，最后经过滤波后合束。
[0009]偏振双边带调制器PDSBM5的输出光依次经过光放大器OA6和可调光延时线7后回到光耦合器OC3的第二输入口与第一输入口的种子光耦合。
[0010]光耦合器OC3的第一输出口与光频谱分析仪OSA4输入口相连，光耦合器OC3的第二输出口与偏振双边带调制器PDSBM5连接。
[0011]所述第一偏振调制器PolM112的RF电极14与微波信号源RF13输出口相连；所述第二偏振调制器PolM220的RF电极21经过一个移相器与所述微波信号源RF13输出口相连。
[0012]第一偏振调制器PolM112和第二偏振调制器PolM220的输入端分别连接功率分束器PS10，功率分束器PS10的输入端连接一个偏振控制器。
[0013]种子光经光耦合器OC3耦合作用后输入环路，在环路中先经过一个偏振控制器PC39再经过功率分束器PS10将光分成两份功率相等的偏振光，第一偏振调制器PolM112输入余弦射频信号对一份光进行调制，再经过偏振控制器PC415、起偏器Pol
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116进入偏振保持光耦合器PMOC17的第一输入口，从偏振保持光耦合器PMOC17的第一输出口得到上变频单边带信号；第二偏振调制器PolM220输入同频的正弦射频信号和光相移器OPS22对另一份光进行调制，调制过的光信号经过偏振控制器PC523、起偏器Pol
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224后进入偏振保持光耦合器PMOC17的第二输入口，从偏振保持光耦合器PMOC17第二输出口得到下变频单边带信号；
[0014]上变频单边带信号经过光带通滤波器OBF
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118和生成的下变频单边带信号经过带通滤波器OBF
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225在功率合束器PC19耦合，此时，在功率合束器PC的输出端便得到对称的两个一阶单边带，并且这两个一阶单边带正交，再经过光放大器OA6、可调光延时线7和偏振控制器PC28与激光器1输出的种子光在光耦合器OC3耦合，生成的耦合信号不断地在环路中被偏振单边带调制器PDSBM5调制，在光放大器OA6合理的增益条件下生成所需根数的平坦的梳状谱。
[0015]本专利技术的有益效果在于：
[0016](1)本系统实现光信号在单个环路里同时向种子光频率两侧循环移频，大大减少了系统循环次数，降低了环路中噪声积累的影响，系统采用偏振调制器不仅减小了驱动电压功率，也无需对直流偏置电压的控制；系统基于循环频移的方法，可以降低对射频驱动功率的要求，并能提高输出梳状谱的平坦度和稳定性；本系统采用光可调延时线，能减小光时延对梳状谱的影响，提高谱线相干性。
[0017]本专利技术使用的一个环路。实现上下变频信号在同一个环路中同时传输，同时向左右进行循环移频。相比CN115664536A的优势在于：
①
CN115664536A使用的两个独立的环路，环路中的器件也加倍。本专利技术仅使用一个环路可以达到同样的效果，相比两个环路，本专利技术结构相对简单，成本低。
②
本专利技术中的PMOC(17)第一输出口得到上变频单边带信号与PMOC(17)第二输出口得到下变频单边带信号偏振态正交，这为两个边带能同时在同一个环路中进行传输奠定基础。
③
此外，本专利技术与传统的单环结构相比，从降低环路中噪声影响的角度来看，本专利技术的单环结构更具有优势，因为在生成相同数量的梳线时，本专利技术的单环结构的循环次数可以减半，使环路中掺铒光纤放大器(ErbiumDopedFiberAmplifier，EDFA)引入的
放大器自发辐射(AmplifierSpontaneousEmission，ASE)噪声累积更少，从而能提高光频梳的性能。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的一种基于偏振调制的双向循环本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于偏振调制器的双向循环频移梳状谱发生系统，包括激光器(1)，其特征在于：激光器(1)发出的种子光首先进入光耦合器OC(3)，光耦合器OC(3)的输出光经过偏振双边带调制器PDSBM(5)调制后再次回到光耦合器OC(3)与种子光耦合继续循环；偏振双边带调制器PDSBM(5)将输入的光分为两束分别调整成正交的两个一阶单边带后合束输出。2.根据权利要求1所述基于偏振调制器的双向循环频移梳状谱发生系统，其特征在于：所述偏振双边带调制器PDSBM(5)将输入的光分为两束分别进入第一偏振调制器PolM1(12)和第二偏振调制器PolM2(20)，第一偏振调制器PolM1(12)的输出光依次经过偏振控制器和起偏器后进入偏振保持光耦合器PMOC(17)，第二偏振调制器PolM2(20)的输出光依次经过光相移器OPS(22)、偏振控制器和起偏器后进入偏振保持光耦合器PMOC(17)，最后经过滤波后合束。3.根据权利要求2所述基于偏振调制器的双向循环频移梳状谱发生系统，其特征在于：偏振双边带调制器PDSBM(5)的输出光依次经过光放大器OA(6)和可调光延时线(7)后回到光耦合器OC(3)的第二输入口与第一输入口的种子光耦合。4.根据权利要求3所述基于偏振调制器的双向循环频移梳状谱发生系统，其特征在于：光耦合器OC(3)的第一输出口与光频谱分析仪OSA(4)输入口相连，光耦合器OC(3)的第二输出口与偏振双边带调制器PDSBM(5)连接。5.根据权利要求2
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4任一项所述基于偏振调制器的双向循环频移梳状谱发生系统，其特征在于：所述第一偏振调制器PolM1(12)的RF电极(14)与微波信号源RF(13)输出口相连；所述第二偏振调制器PolM2(20)的RF电极(21)经过一个π/2移相器与所述微波信号源RF(13)输出口相连。6.根据权利要求5所述基于偏振调制器的双向循...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈先敏，曹一安，伍仕宝，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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