CN108120884B - 一种低相噪光频梳附加噪声的测量装置 - Google Patents

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    • G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis

Abstract

本发明公开了一种低相噪光频梳附加噪声的测量装置，包括：第一光频梳、第二光频梳、超稳光源、第一隔离器、第二隔离器、衰减器、第一移相器、耦合器、第一滤波器、第三隔离器、第一放大器、第二滤波器、第二放大器、第二移相器、混频器、低通滤波器、基带放大器和FFT测试仪。本发明的低相噪光频梳附加噪声的测量装置为基于自相关法的载波抑制系统，通过载波抑制后，混频器和低噪声放大器的噪声对测量结果没有影响；并且光电探测器PD的噪声在测量结果中会被相关去除，对测量结果没有影响；解决低相噪光频梳附加噪声的测量问题。

Description

一种低相噪光频梳附加噪声的测量装置
技术领域
本发明涉及光频梳技术领域，具体涉及一种低相噪光频梳附加噪声的测量装置。
背景技术
传统的光频梳附加噪声测量技术是采用检相法，主要包括检相器、光电探测器PD、低噪声放大器和第一D采集器等。这种方法通过采用双平衡混频器作为检相器来使用，近载频光频梳附加噪声的测量结果会受到混频器自身有色噪声的影响，而且为了使得输入到混频器上的信号功率适当，会在光电探测器PD的输出后加入放大器，这些放大器自身有色噪声和热噪声也会影响光频梳附加噪声性能的测量结果。
目前国内光频梳附加噪声测量的问题是：1、检相法中混频器和低噪声放大器的噪声对测量结果有影响；2、检相法中引入了光电探测器PD的噪声，对测量结果有影响。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种低相噪光频梳附加噪声的测量装置，解决低相噪光频梳附加噪声的测量问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种低相噪光频梳附加噪声的测量装置，包括：第一光频梳、第二光频梳、超稳光源、第一隔离器、第二隔离器、衰减器、第一移相器、耦合器、第一滤波器、第三隔离器、第一放大器、第二滤波器、第二放大器、第二移相器、混频器、低通滤波器、基带放大器和FFT测试仪；
第一光频梳的光参考端与超稳光源的参考输出1端连接，第一光频梳的射频端与第一隔离器的输入端连接；第一隔离器的输出端与衰减器的输入端连接；衰减器的输出端与耦合器的输入1端连接；
第二光频梳的光参考端与超稳光源的参考输出2端连接，第二光频梳的射频端与第二隔离器的输入端连接；第二隔离器的输出端与第一移相器的输入端连接，第一移相器的输出端与耦合器的输入2端连接；
耦合器的差分1端与第一滤波器的输入端连接；第一滤波器的输出端与第一放大器的输入端连接；第一放大器的输出端与混频器的本振端连接；
耦合器的差分2端与第三隔离器的输入端连接；第三隔离器的输出端与第二滤波器的输入端连接；第二滤波器的输出端与第二放大器的输入端连接；第二放大器的输出端与第二移相器的输入端连接；第二移相器的输出端与混频器的射频端连接；
混频器的中频端与低通滤波器的输入端连接；低通滤波器的输出端与基带放大器的输入端连接；基带放大器的输出端与FFT测试仪连接。
具体的，所述超稳光源与第一光频梳和第二光频梳之间的连接通过单模光纤连接。
更具体的，所述第一光频梳、第二光频梳、第一隔离器、第二隔离器、衰减器、第一移相器、耦合器、第一滤波器、第三隔离器、第一放大器、第二滤波器、第二放大器、第二移相器、混频器、低通滤波器、基带放大器和FFT测试仪之间的连接通过射频电缆连接。
本发明的有益效果
本发明提供的低相噪光频梳附加噪声的测量装置，解决低相噪光频梳附加噪声的测量问题，其具有以下优点：1)、通过载波抑制后，混频器和低噪声放大器的噪声对测量结果没有影响；2)、基于自相关法的载波抑制系统，光电探测器PD的噪声在测量结果中会被相关去除，对测量结果没有影响。
附图说明
图1为本发明低相噪光频梳附加噪声的测量装置功能实现示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据以上发明的内容做出一些非本质的改进和调整。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
一种低相噪光频梳附加噪声的测量装置，包括：第一光频梳、第二光频梳、超稳光源、第一隔离器、第二隔离器、衰减器、第一移相器、耦合器、第一滤波器、第三隔离器、第一放大器、第二滤波器、第二放大器、第二移相器、混频器、低通滤波器、基带放大器和FFT测试仪；
第一光频梳的光参考端与超稳光源的参考输出1端单模光纤连接，第一光频梳的射频端与第一隔离器的输入端射频电缆连接；第一隔离器的输出端与衰减器的输入端射频电缆连接；衰减器的输出端与耦合器的输入1端射频电缆连接；
第二光频梳的光参考端与超稳光源的参考输出2端单模光纤连接，第二光频梳的射频端与第二隔离器的输入端射频电缆连接；第二隔离器的输出端与第一移相器的输入端射频电缆连接，第一移相器的输出端与耦合器的输入2端射频电缆连接；
耦合器的差分1端与第一滤波器的输入端射频电缆连接；第一滤波器的输出端与第一放大器的输入端射频电缆连接；第一放大器的输出端与混频器的本振端射频电缆连接；
耦合器的差分2端与第三隔离器的输入端射频电缆连接；第三隔离器的输出端与第二滤波器的输入端射频电缆连接；第二滤波器的输出端与第二放大器的输入端射频电缆连接；第二放大器的输出端与第二移相器的输入端射频电缆连接；第二移相器的输出端与混频器的射频端射频电缆连接；
混频器的中频端与低通滤波器的输入端射频电缆连接；低通滤波器的输出端与基带放大器的输入端射频电缆连接；基带放大器的输出端与FFT测试仪射频电缆连接。
工作时，第一光频梳和第二光频梳都锁定在超稳光源上，每一套光梳自身产生一路微波信号，这两路微波信号经过隔离器进行隔离匹配后，通过一个4端口的耦合器进行耦合产生合并信号和差分信号，其中一路微波信号采用一个可调的微波衰减器在耦合器的一个输入端口用来调整耦合器两路输入端微波信号的功率平衡。载波抑制是通过调整两路微波信号间的相位来完成，调节相位是通过调节一路微波信号的移相器来实现两路微波信号间的相位正交，一旦相位和幅度都满足要求，在耦合器的差分端微波信号受到抑制，在滤波器的带宽内所有frep的谐波都受到抑制，通过隔离器和移相器对相位和幅度的匹配，可以将载波抑制到70dB。载波抑制后，耦合器的两路差分端的信号水平低于-100dBm，差分端信号输出先经过三个级联的腔体滤波器进行滤波，然后再通过放大器进行放大。由于微波器件在高功率驱动时会在近载频产生闪变噪声，所以低功率的载波抑制信号在通过放大器和混频器时，产生的闪变噪声就可以显著减小。为了解调出差分端的微弱载波抑制信号，两路差分端信号经过滤波器和放大器后得到适当的功率输出来驱动混频器，移相器是用来调整混频器的工作状态，混频器的输出经过低通滤波后，经过基带放大器对基带直流噪声进行放大后，送入FFT测试仪进行噪声采集和傅立叶变换，从而得到光频梳的附加噪声曲线。
本发明的低相噪光频梳附加噪声的测量装置为基于自相关法的载波抑制系统，通过载波抑制后，混频器和低噪声放大器的噪声对测量结果没有影响；并且光电探测器PD的噪声在测量结果中会被相关去除，对测量结果没有影响。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。

Claims (3)

1.一种低相噪光频梳附加噪声的测量装置，其特征在于，包括：第一光频梳、第二光频梳、超稳光源、第一隔离器、第二隔离器、衰减器、第一移相器、耦合器、第一滤波器、第三隔离器、第一放大器、第二滤波器、第二放大器、第二移相器、混频器、低通滤波器、基带放大器和FFT测试仪；
第一光频梳的光参考端与超稳光源的参考输出1端连接，第一光频梳的射频端与第一隔离器的输入端连接；第一隔离器的输出端与衰减器的输入端连接；衰减器的输出端与耦合器的输入1端连接；
第二光频梳的光参考端与超稳光源的参考输出2端连接，第二光频梳的射频端与第二隔离器的输入端连接；第二隔离器的输出端与第一移相器的输入端连接，第一移相器的输出端与耦合器的输入2端连接；
耦合器的差分1端与第一滤波器的输入端连接；第一滤波器的输出端与第一放大器的输入端连接；第一放大器的输出端与混频器的本振端连接；
耦合器的差分2端与第三隔离器的输入端连接；第三隔离器的输出端与第二滤波器的输入端连接；第二滤波器的输出端与第二放大器的输入端连接；第二放大器的输出端与第二移相器的输入端连接；第二移相器的输出端与混频器的射频端连接；
混频器的中频端与低通滤波器的输入端连接；低通滤波器的输出端与基带放大器的输入端连接；基带放大器的输出端与FFT测试仪连接。
2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述超稳光源与第一光频梳和第二光频梳之间的连接通过单模光纤连接。
3.根据权利要求2所述的测量装置，其特征在于，
第一光频梳的射频端与第一隔离器的输入端通过射频电缆连接；第一隔离器的输出端与衰减器的输入端通过射频电缆连接；衰减器的输出端与耦合器的输入1端通过射频电缆连接；
第二光频梳的射频端与第二隔离器的输入端通过射频电缆连接；第二隔离器的输出端与第一移相器的输入端通过射频电缆连接，第一移相器的输出端与耦合器的输入2端通过射频电缆连接；
耦合器的差分1端与第一滤波器的输入端通过射频电缆连接；第一滤波器的输出端与第一放大器的输入端通过射频电缆连接；第一放大器的输出端与混频器的本振端通过射频电缆连接；
耦合器的差分2端与第三隔离器的输入端通过射频电缆连接；第三隔离器的输出端与第二滤波器的输入端通过射频电缆连接；第二滤波器的输出端与第二放大器的输入端通过射频电缆连接；第二放大器的输出端与第二移相器的输入端通过射频电缆连接；第二移相器的输出端与混频器的射频端通过射频电缆连接；
混频器的中频端与低通滤波器的输入端通过射频电缆连接；低通滤波器的输出端与基带放大器的输入端通过射频电缆连接；基带放大器的输出端与FFT测试仪通过射频电缆连接。
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