CN103281130B - 基于单驱动马赫曾德调制器的多倍频毫米波产生装置 - Google Patents
基于单驱动马赫曾德调制器的多倍频毫米波产生装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103281130B CN103281130B CN201310211180.3A CN201310211180A CN103281130B CN 103281130 B CN103281130 B CN 103281130B CN 201310211180 A CN201310211180 A CN 201310211180A CN 103281130 B CN103281130 B CN 103281130B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mach zehnder
- zehnder modulators
- drives
- output
- frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
一种光纤通信技术领域的，基于单驱动马赫曾德调制器的多倍频毫米波产生装置，包括：激光器、用于调节连续激光的偏振态的偏振控制器、单驱动马赫曾德调制器、射频信号源、射频信号放大器、稳压电源和光电探测器，其中：激光器输出的连续激光经过偏振控制器调节后输送至单驱动马赫曾德调制器，射频信号源输出的射频信号经过射频信号放大器放大后输送至单驱动马赫曾德调制器，稳压电源用于调节单驱动马赫曾德调制器的偏置电压，单驱动马赫曾德调制器的输出端与光电探测器相连使得输出的光信号转化为电信号，从而得到毫米波。本发明结构简单、成本低、易于控制、灵活度高、实用性强。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种光纤通信技术领域的装置，具体是一种基于单驱动马赫曾德调制器的多倍频毫米波产生装置。
背景技术
众所周知，电磁波可用的带宽是其频率的十分之一左右，因此毫米波波段有很大的通信带宽，进而可以传输很大速率的无线信号。近年来，毫米波的研究越来越受到关注。用电域可以产生毫米波，但是其成本较高，而且本身的电带宽也有一定的限制。所以，学术界提出用光子多倍频的办法来产生毫米波，具体原理如下：将低速的射频信号调制到光载上，通过在光域的变换，得到频率间隔为多倍射频信号的光毫米波，然后经过光电转换后，光毫米波的边带相互拍频，可以产生高速的电毫米波信号。在现有的技术方案中，有基于四波混频的方案，但是该方案需要很大的输入功率，也需要另外一路激发光源，从而增加了成本，也有基于复杂调制器或者级联调制器的方案，该方案存在插入损耗大和难于调节等问题。
经对现有文献检索发现，《IEEEPhotonicTechnologyLetters(IEEE光子技术快报)》2008年第20卷，记载的“Opticalmillimeter-wavesignalgenerationusingfrequencyquadruplingtechniqueandnoopticalfiltering(基于四倍频无滤波的光子毫米波产生方案)”中，该技术采用一个集成的双平行马赫曾德调制器（DPMZM），直接产生四倍频的毫米波，但是该方法需要复杂的电信号处理，导致很高的电插入损耗，另外需要采用高性能的高频电器件，增加了系统的成本；不仅如此，该方案需要调节三个偏置电压，增加了系统的复杂度。
又经检索发现，在2008年亚洲光通信会议（ACP2008）的论文“Generationof60-GHzOpticalMillimeter-Waveand20-GHzChannel-SpacedOpticalMulticarrierUsingTwoCascaded10-GHzModulators（基于级联10-GHz调制器产生60-GHz光毫米波和20-GHz间隔的多载波方案）”中，提出了一种基于级联单驱动马赫曾德（SDMZM）的方案，可以产生六倍频毫米波，但是该方案需要级联调制器，增加了光域插损和系统成本；此外，该方案还需要对两个调制器的相位进行严格的控制，增加了系统的复杂度。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种基于单驱动马赫曾德调制器的多倍频毫米波产生装置，基于一个单驱动马赫曾德调制器，通过改变其驱动电压和调节其偏置电压，从而实现灵活的多倍频毫米波。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明涉及一种基于单驱动马赫曾德调制器的多倍频毫米波产生装置，包括：激光器、用于调节连续激光的偏振态的偏振控制器、单驱动马赫曾德调制器、射频信号源、射频信号放大器、稳压电源和光电探测器，其中：激光器输出的连续激光经过偏振控制器调节后输送至单驱动马赫曾德调制器，射频信号源输出的射频信号经过射频信号放大器放大后输送至单驱动马赫曾德调制器，稳压电源用于调节单驱动马赫曾德调制器的偏置电压，单驱动马赫曾德调制器的输出端与光电探测器相连使得输出的光信号转化为电信号，从而得到毫米波。
所述的单驱动马赫曾德调制器的电光传输函数曲线是余弦曲线。
所述的射频信号源输出的射频信号为正弦信号或者余弦信号。
该装置的工作原理是：单驱动马赫曾德调制器的电光传输函数曲线是一个余弦曲线，如果输入的电驱动信号为正弦或者余弦信号，那么单驱动马赫曾德调制器的输出信号就可以展开为各阶贝塞尔函数，他们的频率对应于基频的整数倍；通过调节稳压电源来使得单驱动马赫曾德调制器工作在调制曲线的最高点，奇次谐波分量被抑制，此时如果调节输入电驱动信号，可以使得只产生二次谐波或者四次谐波，经过光电探测器进行拍频；从而可以实现电域四倍频和八倍频信号；同理，通过调节稳压电源来使得单驱动马赫曾德调制器工作在调制曲线的最低点时，偶次谐波分量被抑制，此时如果调节电输入信号；可以使得只产生三次谐波或者五次谐波，经过光电探测器进行拍频；从而可以实现电域六倍频和十倍频信号。
本发明涉及一种上述装置的应用，用于产生N倍频的毫米波，其中：N为大于等于4的偶数。
技术效果
与现有技术相比，本发明只使用一个单驱动马赫曾德调制器，通过改变其驱动电压，调节其偏置电压，从而实现灵活的光子多倍频；该方案具有结构简单，成本低，易于控制，灵活度高，实用性强等优点。
附图说明
图1为本发明的装置结构示意图；
图2为实施例1产生频率四倍频的原理图及仿真结果；
图中：a为功率图谱比较；b为频谱图；c为时域图。
图3为实施例2产生频率六倍频的原理图及仿真结果；
图中：a为功率图谱比较；b为频谱图；c为时域图。
图4为实施例3产生频率八倍频的原理图及仿真结果；
图中：a为功率图谱比较；b为频谱图；c为时域图。
图5为实施例4产生频率十倍频的原理图及仿真结果；
图中：a为功率图谱比较；b为频谱图；c为时域图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，包括：激光器CW、用于调节连续激光的偏振态的偏振控制器PC、单驱动马赫曾德调制器SDMZM、射频信号源RFS、射频信号放大器PA、稳压电源PS和光电探测器PD，其中：激光器CW输出的连续激光经过偏振控制器PC调节后输送至单驱动马赫曾德调制器SDMZM，射频信号源RFS输出的射频信号经过射频信号放大器PA放大后输送至单驱动马赫曾德调制器SDMZM，稳压电源PS用于调节单驱动马赫曾德调制器SDMZM的偏置电压，单驱动马赫曾德调制器SDMZM的输出端与光电探测器PD相连使得输出的光信号转化为电信号，从而得到毫米波。
所述的单驱动马赫曾德调制器SDMZM的电光传输函数曲线是余弦曲线。
所述的射频信号源RFS输出的射频信号为正弦信号或者余弦信号。
图2是产生频率四倍频的示意图及仿真结果，具体实现过程如下：
本实施例中，激光器CW的工作波长为1550nm，射频信号源RFS的输出频率为10GHz；通过调节稳压电源PS来使得马赫曾德调制器SDMZM工作在调制曲线的最高点，从而奇次谐波得到抑制，只有偶次谐波分量。如图2a）所示，通过调节射频放大器的输出电压，可以得到马赫曾德调制器SDMZM工作在A点，此时相对于二阶分量而言，基频分量和四阶高次分量都很小，从而可以得到光域的四倍频信号，如图2b）所示。在经过光电探测器PD可以得到电域的四倍频信号，即40-GHz时钟信号，如图2c）所示。
实施例2
本实施例的装置与实施例1相同。
图3是产生频率六倍频的示意图及仿真结果，具体实现过程如下：
本实施例中，激光器CW的工作波长为1550nm，射频信号源RFS的输出频率为10GHz；通过调节稳压电源PS来使得马赫曾德调制器SDMZM工作在调制曲线的最低点，从而偶次谐波得到抑制，只有奇次谐波分量。如图3a）所示，通过调节射频放大器的输出电压，可以得到马赫曾德调制器SDMZM工作在A点，此时相对于三阶分量而言，一阶分量和五阶分量以及高次分量都很小，从而可以得到光域的六倍频信号，如图3b）所示。在经过光电探测器PD可以得到电域的六倍频信号，即60-GHz时钟信号，如图3c）所示。
实施例3
本实施例的装置与实施例1相同。
图4是产生频率八倍频的示意图及仿真结果，具体实现过程如下：
本实施例中，激光器CW的工作波长为1550nm，射频信号源RFS的输出频率为10GHz；通过调节稳压电源PS来使得马赫曾德调制器SDMZM工作在调制曲线的最高点，从而奇次谐波得到抑制，只有偶次谐波分量。如图4a）所示，通过调节射频放大器的输出电压，可以得到马赫曾德调制器SDMZM工作在A点，此时相对于四阶分量而言，基频分量，二阶分量，四阶分量以及高次分量都很小，从而可以得到光域的八倍频信号，如图4b）所示。在经过光电探测器PD可以得到电域的八倍频信号，即80-GHz时钟信号，如图4c）所示。
实施例4
本实施例的装置与实施例1相同。
图5是产生频率十倍频的示意图及仿真结果，具体实现过程如下：
本实施例中，激光器CW的工作波长为1550nm，射频信号源RFS的输出频率为10GHz；通过调节稳压电源PS来使得马赫曾德调制器SDMZM工作在调制曲线的最低点，从而偶次谐波得到抑制，只有奇次谐波分量。如图5a）所示，通过调节射频放大器的输出电压，可以得到马赫曾德调制器SDMZM工作在A点，此时相对于五阶分量而言，一阶分量，三阶分量以及高次分量都很小，从而可以得到光域的十倍频信号，如图5b）所示。在经过光电探测器PD可以得到电域的十倍频信号，即100-GHz时钟信号，如图5c）所示。
Claims (1)
1.一种基于单驱动马赫曾德调制器的多倍频毫米波产生装置，其特征在于，用于产生N倍频的毫米波，其中：N为大于等于4的偶数，该装置包括：激光器、用于调节连续激光的偏振态的偏振控制器、单驱动马赫曾德调制器、射频信号源、射频信号放大器、稳压电源和光电探测器，其中：激光器输出的连续激光经过偏振控制器调节后输送至单驱动马赫曾德调制器，射频信号源输出的射频信号经过射频信号放大器放大后输送至单驱动马赫曾德调制器，稳压电源用于调节单驱动马赫曾德调制器的偏置电压，单驱动马赫曾德调制器的输出端与光电探测器相连使得输出的光信号转化为电信号，从而得到毫米波；
所述的单驱动马赫曾德调制器的电光传输函数曲线是余弦曲线；
所述的射频信号源输出的射频信号为正弦信号或者余弦信号；
所述的激光器的工作波长为1550nm，射频信号源的输出频率为10GHz；通过调节稳压电源来使得马赫曾德调制器工作在调制曲线的最高或最低点，从而使得奇次或偶次谐波得到抑制，只有偶次或奇次谐波分量，通过调节射频放大器的输出电压，得到光域的四倍、六倍、八倍或十倍频信号，再经过光电探测器得到电域对应倍频信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310211180.3A CN103281130B (zh) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | 基于单驱动马赫曾德调制器的多倍频毫米波产生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310211180.3A CN103281130B (zh) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | 基于单驱动马赫曾德调制器的多倍频毫米波产生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103281130A CN103281130A (zh) | 2013-09-04 |
| CN103281130B true CN103281130B (zh) | 2016-05-25 |
Family
ID=49063594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310211180.3A Expired - Fee Related CN103281130B (zh) | 2013-05-31 | 2013-05-31 | 基于单驱动马赫曾德调制器的多倍频毫米波产生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103281130B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105974613B (zh) * | 2016-07-15 | 2019-01-25 | 北京大学 | 电光集总调制器 |
| CN106506092B (zh) * | 2016-12-22 | 2019-01-18 | 中国计量大学 | 一种可宽温工作的低噪声射频光传输模块 |
| CN107017945A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-08-04 | 华侨大学 | 一种光载波抑制八倍频光毫米波产生装置 |
| CN107733530B (zh) * | 2017-10-24 | 2020-04-10 | 湖南师范大学 | 偏振不敏感的高倍频光载毫米波产生的简化装置及方法 |
| CN112543062A (zh) * | 2019-09-20 | 2021-03-23 | 复旦大学 | 一种矢量毫米波发生系统及发生方法 |
| CN115225160B (zh) * | 2022-06-19 | 2023-12-08 | 中国人民解放军空军工程大学 | 一种倍频相位编码线性调频信号产生和接收的装置和方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6081232A (en) * | 1998-07-06 | 2000-06-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Communication relay and a space-fed phased array radar, both utilizing improved mach-zehnder interferometer |
| CN101834671A (zh) * | 2010-04-29 | 2010-09-15 | 上海交通大学 | 频移键控光调制信号的单驱动调制实现装置 |
| CN102769496A (zh) * | 2012-07-28 | 2012-11-07 | 文鸿 | 产生八倍频光载毫米波的装置与方法 |
-
2013
- 2013-05-31 CN CN201310211180.3A patent/CN103281130B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6081232A (en) * | 1998-07-06 | 2000-06-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Communication relay and a space-fed phased array radar, both utilizing improved mach-zehnder interferometer |
| CN101834671A (zh) * | 2010-04-29 | 2010-09-15 | 上海交通大学 | 频移键控光调制信号的单驱动调制实现装置 |
| CN102769496A (zh) * | 2012-07-28 | 2012-11-07 | 文鸿 | 产生八倍频光载毫米波的装置与方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN103281130A (zh) | 2013-09-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103281130B (zh) | 基于单驱动马赫曾德调制器的多倍频毫米波产生装置 | |
| CN107547138B (zh) | 倍频因子可调谐相位编码信号光学产生装置及方法 | |
| CN108199776B (zh) | 一种基于光电振荡器的微波光子上变频装置及方法 | |
| CN104901746B (zh) | 一种根据外调制器任意偏置点稳定装置实现任意偏置点稳定的方法 | |
| CN105629520B (zh) | 一种宽且平坦的可调谐光学频率梳产生方法 | |
| CN106301586B (zh) | 一种具有可调谐重复频率的光学三角形脉冲发生器 | |
| CN105357159B (zh) | 一种九倍频qpsk光载毫米波信号的产生方法和系统 | |
| CN204374553U (zh) | 一种基于声光滤波器的光载波边带比可调谐装置 | |
| CN104022830A (zh) | 利用马赫-曾德尔调制器产生八倍频毫米波的装置及方法 | |
| CN101794953A (zh) | 基于光学四波混频效应的太赫兹波产生装置及方法 | |
| CN103297145A (zh) | 全光产生十六倍频毫米波的装置 | |
| CN105978630B (zh) | 一种基于声光滤波器的多倍频毫米波发生器 | |
| CN103744249A (zh) | 一种宽带光学频率梳的产生装置及其方法 | |
| CN101799608A (zh) | 基于硅基微环谐振腔的电控宽带光子射频移相器 | |
| CN102183303A (zh) | 基于循环移频方式的梳状谱发生系统及方法 | |
| CN105007120A (zh) | 基于偏振调制器级联的8倍频光载毫米波产生方法和系统 | |
| CN111158171A (zh) | 大自由光谱范围可重构光学频率梳产生装置及实现方法 | |
| CN208079086U (zh) | 基于外调制的四倍频光学三角形脉冲发生器 | |
| CN102769496A (zh) | 产生八倍频光载毫米波的装置与方法 | |
| CN102854695A (zh) | 基于嵌套马赫-曾德尔调制器的太赫兹波产生装置及方法 | |
| CN102215069A (zh) | 一种频率可调的三角波光子发生装置 | |
| CN113972953A (zh) | 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 | |
| CN103368651A (zh) | 一种基于双平行mz调制器的二倍频系统中抑制交调失真的方法 | |
| CN104980223A (zh) | 采用单臂光调制器产生倍频光毫米波装置 | |
| Guo et al. | Microwave photonic phase shifter based on an integrated dual-polarization dual-parallel mach-zehnder modulator without optical filter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160525 Termination date: 20190531 |