CN105391496A - 基于单一fp激光器免调制产生的光梳实现可调rof系统装置 - Google Patents
基于单一fp激光器免调制产生的光梳实现可调rof系统装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105391496A CN105391496A CN201410392306.6A CN201410392306A CN105391496A CN 105391496 A CN105391496 A CN 105391496A CN 201410392306 A CN201410392306 A CN 201410392306A CN 105391496 A CN105391496 A CN 105391496A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- sideband
- array waveguide
- optical
- article
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
基于单一FP激光器免调制产生的光梳实现可调ROF系统装置，适用于光纤通信、微波光子领域。解决了传统传输有很大色散和载波抑制比的问题。FP激光器(1)的输出端接阵列波导光栅(2)的光输入端，光耦合器(3)的输入端接阵列波导光栅(2)的光输出端，强度调制器(4)的输入端接光耦合器(3)的输出端，光电探测器(5)的输入端接强度调制器(4)的输出端，由阵列波导光栅(2)输出的光信号经过不同间隔的两个波长选择后，由光耦合器(3)输出的信号在光电探测器处差频得到完全不受色散影响的毫米波信号。
Description
技术领域
本发明涉及光纤通信、微波光子等技术领域，具体讲的是一种基于单一FP激光器免调制产生光梳并直接检波生成可调毫米波装置。
背景技术
微波光子学是研究工作在微波及毫米波频段的光电子器件及其在微波系统、光电子系统中的应用的一门新兴的学科，它将微波学和光子学融合在一起，将两者融合，优势互补，其研究范围包括微波/毫米波信号的光学生成、微波/毫米波频段的光电子器件、光控微波器件、微波毫米波频率的光传输链路等。相比于传统电子传输系统，微波光子链路的最大优势是减小了体积、重量及成本、抗电磁辐射、低色散、大带宽、高速数字传输能力。
尽可能低成本地实现光毫米波的生成技术是降低造价和提高ROF(ROF:RadioOverFiber)系统性能的关键技术。由于毫米波本身工作频段很高(30～300GHz)，实验设备均要求工作于毫米波频段，这些往往造价昂贵以及维护成本高，因此毫米波生成技术的研究重点在于利用低廉的技术成本产生较为稳定的射频毫米波信号。迄今为止，已提出的光毫米波的产生的方法有直接调制检波法，谐波产生法和远程外差法等。其中，直接产生光毫米波的方法由于载波功率过高，通常需要额外的滤波器来提高系统的接收灵敏度。此外，直接调制检波法由于光纤色散影响，差拍得到的电信号强度会随光纤使用长度呈现周期性衰落。常用的解决方法有抑制载波调制和单边带调制技术。采用光纤光栅可以大大减少系统成本，但普通光纤光栅实现抑制载波调制或单边带调制缺乏灵活性，达不到严格单边带传输，传输中还是存在一定的色散影响和载波抑制比的影响。中国专利申请号：200580038051.2提出了一种基于FP-LD互注入的宽带光源二实现的波长锁定的FP-LD中的光学调制方法和系统，但其由于光注入频率很难准确锁定而且结构复杂成本更高。所以，目前在光毫米波产生所采用的设备面临着高色散、高载波抑制比和设备复杂昂贵的问题。
FP激光器是以FP腔为谐振腔，发出多纵模相干光的半导体激光器。这类器件的特点是输出光功率大、发散角较小、光谱较窄、调制速率高，适合较长距离通信。当器件的工作电流超过阈值电流时，激光器发出相干性很好的激光。利用这些特性可以将其用作为毫米波发生器。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服传统的光毫米波发生装置制作复杂、成本高、速率低、色散高、载波抑制比高、信号传输距离短等问题。充分利用FP激光器的输出特性和阵列波导光栅的选择特性，提供一种基于单一FP激光器的新型可调毫米波发生器装置。
本发明的技术方案为：
基于单一FP激光器免调制产生的光梳实现可调ROF系统装置，该装置包括FP激光器、阵列波导光栅、光耦合器、强度调制器和光电探测器；具体连接方式为：
FP激光器的输出端接阵列波导光栅的光输入端，光耦合器的输入端接阵列波导光栅的光输出端，强度调制器的输入端接光耦合器的输出端，光电探测器的输入端接强度调制器的输出端。
所述的FP激光器输出的光信号包括间隔分别为10G的21条光边带。
通过控制阵列波导光栅的选择特性将来自FP激光器的21条信号分成21路；进而任意选择两路信号进行耦合实现可调光毫米波的产生并将其应用于ROF系统中。该ROF系统采用的波长适用于O波段(波长范围1260nm-1360nm)、E波段(波长范围1360nm-1460nm)、S波段(波长范围1460nm-1530nm)、C波段(波长范围1530nm-1565nm)以及L波段(波长范围1565nm-1625nm)。
本发明的有益效果具体如下：
发明采用单一FP激光器，对普遍采用的直接产生光毫米波法进行改进，利用FP激光器的输出谱特性和阵列波导光栅的选择特性，不需要任何调制就可以产生多条光梳，而且不需要频响较高的激光器和具有较射频驱动频率的RF器件，就能产生稳定的，低噪声的可调光毫米波并将其应用于ROF系统中。从而有效抑制了传输过程中的色散问题，，大大提高了ROF系统的增益和系统的接收灵敏度。整个系统仅由一个激光器，一个阵列波导光栅，一个耦合器，一个强度调制器以及一个光电探测器组成，具有较为廉价的构建成本，此技术也能应用于多用户的波分复用系统中。
附图说明
图1为基于单一FP激光器的可调ROF毫米波系统装置结构示意图。
图2为FP激光器输出的光信号示意图(对应波长为λ1～λ21)。
图3为实施方式一中耦合器输出的调制信号示意图。
图4为实施方式二中耦合器输出的调制信号示意图。
图5为实施方式三中耦合器输出的调制信号示意图。
图6为实施方式四中耦合器输出的调制信号示意图。
图7为实施方式五中耦合器输出的调制信号示意图。
具体实施方式
下面结合附图1至7对为基于单一FP激光器的可调ROF毫米波系统装置作进一步描述。
实施方式一：
基于单一FP激光器免调制产生的光梳实现可调ROF系统装置，参见图1、图2、图3，包括FP激光器1、阵列波导光栅2、光耦合器3、强度调制器4和光电探测器5，FP激光器的输出光谱如图2所示。
本实施例中，FP激光器的输出光谱如图2所示，其中λ1＝1260nm，且波长λ1至λ21波长间隔均分为0.08nm。激光信号经过阵列波导光栅2后，选择波长λ9＝1260.64nm和波长λ13＝1260.96nm耦合到一起，则经过耦合器输出两路信号波长差为0.32nm,经光电探测器5探测到频率为40Ghz的毫米波电信号，该毫米波信号不存在信号的周期性衰落问题。
实施方式二：
基于单一FP激光器免调制产生的光梳实现可调ROF系统装置，参见图1、图2、图4，包括FP激光器1、阵列波导光栅2、光耦合器3、强度调制器4和光电探测器5，FP激光器的输出光谱如图2所示。
本实施例中，FP激光器的输出光谱如图2所示，其中λ1＝1360nm，且波长λ1至λ21波长间隔均分为0.08nm。激光信号经过阵列波导光栅2后，选择波长λ8＝1360.56nm和波长λ14＝1361.04nm耦合到一起，则经过耦合器输出两路信号波长差为0.48nm,经光电探测器5探测到频率为60Ghz的毫米波电信号，该毫米波信号不存在信号的周期性衰落问题。
实施方式三：
基于单一FP激光器免调制产生的光梳实现可调ROF系统装置，参见图1、图2、图5，包括FP激光器1、阵列波导光栅2、光耦合器3、强度调制器4和光电探测器5，FP激光器的输出光谱如图2所示。
本实施例中，FP激光器的输出光谱如图2所示，其中λ1＝1460nm，且波长λ1至λ21波长间隔均分为0.08nm。激光信号经过阵列波导光栅2后，选择波长λ6＝1460.4nm和波长λ16＝1461.2nm耦合到一起，则经过耦合器输出两路信号波长差为0.8nm,经光电探测器5探测到频率为100Ghz的毫米波电信号，该毫米波信号不存在信号的周期性衰落问题。
实施方式四：
基于单一FP激光器免调制产生的光梳实现可调ROF系统装置，参见图1、图2、图6，包括FP激光器1、阵列波导光栅2、光耦合器3、强度调制器4和光电探测器5，FP激光器的输出光谱如图2所示。
本实施例中，FP激光器的输出光谱如图2所示，其中λ1＝1530nm，且波长λ1至λ21波长间隔均分为0.08nm。激光信号经过阵列波导光栅2后，选择波长λ4＝1530.24nm和波长λ18＝1531.36nm耦合到一起，则经过耦合器输出两路信号波长差为1.12nm,经光电探测器5探测到频率为140Ghz的毫米波电信号，该毫米波信号不存在信号的周期性衰落问题。
实施方式五：
基于单一FP激光器免调制产生的光梳实现可调ROF系统装置，参见图1、图2、图7，包括FP激光器1、阵列波导光栅2、光耦合器3、强度调制器4和光电探测器5，FP激光器的输出光谱如图2所示。
本实施例中，FP激光器的输出光谱如图2所示，其中λ1＝1565nm，且波长λ1至λ21波长间隔均分为0.08nm。激光信号经过阵列波导光栅2后，选择波长λ1＝1565nm和波长λ21＝1566.6nm耦合到一起，则经过耦合器输出两路信号波长差为1.6nm,经光电探测器5探测到频率为200Ghz的毫米波电信号，该毫米波信号不存在信号的周期性衰落问题。
上述内容仅是对本发明较佳实施例的详细说明，而本发明的保护范围并不限于上述内容，本领域的技术人员可以根据本方明的思想，对本发明进行各种变形和修饰，这些应属于本发明的保护范围。本发明所使用的器件均为市售器件。
Claims (2)
1.基于单一FP激光器免调制产生的光梳实现可调ROF系统装置，该装置包括FP激光器(1)、阵列波导光栅(2)、光耦合器(3)、强度调制器(4)和光电探测器(5)；其特征在于FP激光器(1)的输出端接阵列波导光栅(2)的光输入端，光耦合器(3)的输入端接阵列波导光栅(2)的光输出端，强度调制器(4)的输入端接光耦合器(3)的输出端，光电探测器(5)的输入端接强度调制器(4)的输出。
2.根据权利要求1所述的基于单一FP激光器免调制产生的光梳实现可调ROF系统装置，其特征在于：
FP激光器(1)输出的光信号包括间隔分别为10G的21条光边带(1)至(21)；
当利用阵列波导光栅将第9条边带(9)和第13条边带(13)选择输出并耦合在一起相时,由于其具有类似于理想单边带信号的频谱特性，由光电探测器(5)拍频后输出为稳定的40GHz的毫米波信号；
当利用阵列波导光栅将第8条边带(8)和第14条边带(14)选择输出并耦合在一起相时,由于其具有类似于理想单边带信号的频谱特性，由光电探测器(5)拍频后输出为稳定的60GHz的毫米波信号；
当利用阵列波导光栅将第6条边带(6)和第16条边带(14)选择输出并耦合在一起相时,由于其具有类似于理想单边带信号的频谱特性，由光电探测器(5)拍频后输出为稳定的100GHz的毫米波信号；
当利用阵列波导光栅将第4条边带(4)和第18条边带(18)选择输出并耦合在一起相时,由于其具有类似于理想单边带信号的频谱特性，由光电探测器(5)拍频后输出为稳定的140GHz的毫米波信号。
当利用阵列波导光栅将第1条边带(1)和第21条边带(21)选择输出并耦合在一起相时,由于其具有类似于理想单边带信号的频谱特性，由光电探测器(5)拍频后输出为稳定的200GHz的毫米波信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410392306.6A CN105391496A (zh) | 2014-08-11 | 2014-08-11 | 基于单一fp激光器免调制产生的光梳实现可调rof系统装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410392306.6A CN105391496A (zh) | 2014-08-11 | 2014-08-11 | 基于单一fp激光器免调制产生的光梳实现可调rof系统装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105391496A true CN105391496A (zh) | 2016-03-09 |
Family
ID=55423364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410392306.6A Pending CN105391496A (zh) | 2014-08-11 | 2014-08-11 | 基于单一fp激光器免调制产生的光梳实现可调rof系统装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105391496A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108055076A (zh) * | 2017-12-16 | 2018-05-18 | 贵州航天电子科技有限公司 | 一种基于电光fp腔的微波信号检测及滤波装置 |
| CN110932787A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-27 | 中国舰船研究设计中心 | 一种基于直调激光器的跳频通信系统和跳频信号生成方法 |
-
2014
- 2014-08-11 CN CN201410392306.6A patent/CN105391496A/zh active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108055076A (zh) * | 2017-12-16 | 2018-05-18 | 贵州航天电子科技有限公司 | 一种基于电光fp腔的微波信号检测及滤波装置 |
| CN110932787A (zh) * | 2019-11-29 | 2020-03-27 | 中国舰船研究设计中心 | 一种基于直调激光器的跳频通信系统和跳频信号生成方法 |
| CN110932787B (zh) * | 2019-11-29 | 2021-04-27 | 中国舰船研究设计中心 | 一种基于直调激光器的跳频通信系统和跳频信号生成方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yu et al. | DWDM optical millimeter-wave generation for radio-over-fiber using an optical phase modulator and an optical interleaver | |
| CN103091932B (zh) | 一种超宽调谐范围的单带通微波光子滤波器 | |
| Cao et al. | 200 Gbps OOK transmission over an indoor optical wireless link enabled by an integrated cascaded aperture optical receiver | |
| CN104618022A (zh) | 毫米波信号的光子学产生方法及装置 | |
| US10139699B2 (en) | Electro-optic communications device with frequency conversion and multi-mode optical fiber and related methods | |
| CN110707511A (zh) | 基于受激布里渊散射损耗谱的傅里叶域锁模光电振荡器 | |
| Ullah et al. | Ultrawide and tunable self-oscillating optical frequency comb generator based on an optoelectronic oscillator | |
| Zeb et al. | Photonic generation of spectrally pure millimeter-wave signals for 5G applications | |
| CN103986441A (zh) | 基于四波混频效应的三角波产生装置 | |
| CN105391496A (zh) | 基于单一fp激光器免调制产生的光梳实现可调rof系统装置 | |
| Van Kerrebrouck et al. | 10 Gb/s radio-over-fiber at 28 GHz carrier frequency link based on 1550 nm VCSEL chirp enhanced intensity modulation after 2 km fiber | |
| CN117039611A (zh) | 一种倍频太赫兹光电振荡器装置及其振荡方法 | |
| CN102098108A (zh) | 光生微波信号源及方法 | |
| Aldaya et al. | A survey of key-enabling components for remote millimetric wave generation in radio over fiber networks | |
| Chen et al. | A novel method to generate and transmit 40-tupling frequency millimeter wave over fiber based on remodulation of MZMs | |
| Hsu et al. | Wavelength conversion by dual-pump four-wave mixing in an integrated laser modulator | |
| Wo et al. | Wideband tunable microwave generation using a dispersion compensated optoelectronic oscillator | |
| CN202663406U (zh) | 一种基于相移光栅的单边带传输rof系统装置 | |
| Kanno et al. | Highly stabilized frequency-locked optical frequency comb signal generation using amplified optical fiber loop with SSB-SC modulation | |
| Shin et al. | Low phase-noise 40 GHz optical pulses from a self-starting electroabsorption-modulator-based optoelectronic oscillator | |
| Huang et al. | Experimental characterization of colorless phase retrieval under ultrafast wavelength drift for upstream pon transmission | |
| Liu | An investigation about optical millimeter-wave generation technology | |
| Yang et al. | Wavelength-tunable light sources based on a self-seeding RSOA | |
| Tao et al. | All-optical signal upconversion using optically-injected DFB laser and embedded optoelectronic oscillator for radio-over-fiber applications | |
| Manjushree et al. | Simulation studies on the generation of 110 GHz mm-wave for 5G applications |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20160309 |