CN111245518B - 一种倍频抛物线脉冲发生装置 - Google Patents

一种倍频抛物线脉冲发生装置 Download PDF

Info

Publication number
CN111245518B
CN111245518B CN202010093359.3A CN202010093359A CN111245518B CN 111245518 B CN111245518 B CN 111245518B CN 202010093359 A CN202010093359 A CN 202010093359A CN 111245518 B CN111245518 B CN 111245518B
Authority
CN
China
Prior art keywords
output
frequency
modulator
time domain
input
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.)
Active
Application number
CN202010093359.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111245518A (zh
Inventor
江阳
王蓉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guizhou University
Original Assignee
Guizhou University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guizhou University filed Critical Guizhou University
Priority to CN202010093359.3A priority Critical patent/CN111245518B/zh
Publication of CN111245518A publication Critical patent/CN111245518A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111245518B publication Critical patent/CN111245518B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/50—Transmitters
    • H04B10/508—Pulse generation, e.g. generation of solitons

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

本发明公开了一种倍频抛物线脉冲发生装置。包括激光源（1），激光源（1）与正弦调制模块（2）的输入端连接，正弦调制模块（2）的输出端与延时装置（3）的输入端连接，延时装置（3）的输出端与时域切割模块（4）的输入端连接，时域切割模块（4）的输出端与时分复用器（5）的输入端连接。本发明具有操作简单，易于调节的特点。

Description

一种倍频抛物线脉冲发生装置
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是一种倍频抛物线脉冲发生装置。
背景技术
抛物线脉冲具有对时间变量实现完美二次相位调制，产生线性啁啾的特点。作为光通信领域中一种重要的脉冲类型，被广泛的应用于时间成像，光通信，光信号检测以及光信号处理等领域。现有的抛物线脉冲产生方式(参见Ng T.T.,Parmigiani F.Ibsen M.,Zhang ZH W,Petropoulos P.,Richardson D,J..Compensation of Linear Distortionsby Using XPM With Parabolic Pulses as a Time Lens.IEEE Photon.Technol.Lett,Vol.20,2008,pp.1097-1099)结构复杂，不易操作,且存在受非线性光纤中SPM，FWM等因素影响而难以调控的问题。因此，以一种稳定，简单的装置产生抛物线脉冲具有重要的科学意义和应用价值。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种倍频抛物线脉冲发生装置。本发明具有操作简单，易于调节的特点。
本发明的技术方案：一种倍频抛物线脉冲发生装置，包括激光源，激光源与正弦调制模块的输入端连接，正弦调制模块的输出端与延时装置的输入端连接，延时装置的输出端与时域切割模块的输入端连接，时域切割模块的输出端与时分复用器的输入端连接。
前述的倍频抛物线脉冲发生装置中，所述的激光源与正弦调制模块间设置有光分束器，光分束器的输出端口Ⅰ与正弦调制模块的输入端连接；光分束器的输出端口Ⅱ与偏振控制器Ⅰ的输入端连接，偏振控制器Ⅰ的输出端与相位调制器的输入端连接，相位调制器的射频端与时分复用器的输出端连接，相位调制器的输出端与偏振控制器Ⅱ的输入端连接，偏振控制器Ⅱ的输出端与偏振分束器的输入端连接。
前述的倍频抛物线脉冲发生装置中，所述的正弦调制模块包括正弦信号发生器，正弦信号发生器与强度调制器Ⅰ的射频端连接，强度调制器Ⅰ的输入端用于接收光源，强度调制器Ⅰ的输出端与延时装置的输入端连接。
前述的倍频抛物线脉冲发生装置中，所述的强度调制器Ⅰ为马赫曾德尔调制器或电吸收调制器。
前述的倍频抛物线脉冲发生装置中，所述的时域切割模块包括矩形信号发生器，矩形信号发生器与强度调制器Ⅱ的射频端连接，强度调制器Ⅱ的输入端与延时装置的输出端连接，强度调制器Ⅱ的输出端与时分复用器的输入端连接。
前述的倍频抛物线脉冲发生装置中，所述的矩形信号发生器用于产生矩形窗口以进行时域切割。
前述的倍频抛物线脉冲发生装置中，所述的强度调制器Ⅱ为马赫曾德尔调制器或电吸收调制器。
前述的倍频抛物线脉冲发生装置中，所述时分复用器为将信号分为多路延时后合并的器件。
本发明工作原理如下：
参见图1，激光源输出经过一个强度调制器，利用所加射频为正弦波形信号和调制函数曲线，将正弦信号调制在光场上。所得结果经延时装置延时进入时域切割模块，由于正弦函数的波峰或波谷位置可看做抛物线，使其波峰或波谷位置与矩形时域窗口在时间轴上对准，完成时域切割。切割输出进入时分复用器后根据矩形时域窗口宽度选择相应的复用路数，得到频率为正弦信号N倍的抛物线脉冲。
有益效果
与现有技术相比，本发明主要采用正弦调制模块将正弦信号调制在光场上，其输出经过延时装置适当延时后进入时域切割模块，时域切割模块产生一个矩形时域窗口并对准正弦的波峰或波谷位置，使得仅有正弦的波峰或波谷部分被切割输出，该输出进入时分复用器后根据矩形时域窗口宽度选择相应的复用路数复用得到频率为正弦信号N倍的抛物线脉冲；该结构使用时域切割和时分复用的机理与方法，能方便直观地产生抛物线脉冲，其产生的脉冲具有产生信号质量高，稳定性好，操作便捷，易于使用的特点。同时本发明利用时分复用器，选择不同的矩形时域窗口宽度可得到不同倍率的抛物线脉冲，获得倍频输出。
附图说明
图1是本发明的工作原理图；
图2是本发明实施例1的结构图；
图3是本发明实施例2的结构图。
附图标记：1-激光源，2-正弦调制模块，2a-正弦信号发生器，2b-强度调制器Ⅰ,3-延时装置，4-时域切割模块，4a-矩形信号发生器，4b-强度调制器Ⅱ,5-时分复用器，6-光分束器，6a-输出端口Ⅰ，6b-输出端口Ⅱ,7-偏振控制器Ⅰ，8-相位调制器，9-偏振控制器Ⅱ，10-偏振分束器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。一种倍频抛物线脉冲发生装置, 构成如图2所示，包括激光源1，激光源1与正弦调制模块2的输入端连接，正弦调制模块2的输出端与延时装置3的输入端连接，延时装置3的输出端与时域切割模块4的输入端连接，时域切割模块4的输出端与时分复用器5的输入端连接。
工作原理：首先，激光源1输出经过正弦调制模块2将正弦信号调制在光场上，其输出经过延时装置3适当延时后进入时域切割模块4，时域切割模块4产生一个矩形时域窗口并对准正弦的波峰或波谷位置，使得仅有正弦的波峰或波谷部分被切割输出，该输出进入时分复用器5后根据矩形时域窗口宽度选择相应的复用路数复用得到频率为正弦信号N倍的抛物线脉冲。例如，进入时域切割模块4后，将其波谷为正弦波形信号周期1/5的位置与矩形时域窗口在时间轴上对准，完成时域切割，得到开口向上的抛物线波形。此时的抛物线波形经过时分复用器5，可获得开口向上的5倍频抛物线脉冲。
前述的正弦调制模块2包括正弦信号发生器2a，正弦信号发生器2a与强度调制器Ⅰ2b的射频端连接，强度调制器Ⅰ2b的输入端用于接收光源(来自激光源1的光源)，强度调制器Ⅰ2b的输出端与延时装置3的输入端连接。
上述的正弦调制模块2将正弦信号调制在光场上的具体过程为：激光源1输出经过强度调制器Ⅰ2b，利用所加射频为正弦信号(即利用正弦信号发生器2a产生正弦信号)和调制函数曲线，将正弦信号调制到光场上获得正弦波形信号。
前述的强度调制器Ⅰ2b为马赫曾德尔调制器或电吸收调制器。
前述的时域切割模块4包括矩形信号发生器4a，矩形信号发生器4a与强度调制器Ⅱ4b的射频端连接，强度调制器Ⅱ4b的输入端与延时装置3的输出端连接，强度调制器Ⅱ4b的输出端与时分复用器5的输入端连接。
延时装置3的输出经过强度调制器Ⅱ4b，利用所加射频为矩形信号(即由矩形信号发生器4a产生的矩形信号)，时域切割模块4产生一个矩形时域窗口并对准正弦的波峰或波谷位置，使得仅有正弦的波峰或波谷部分被切割输出。
前述的矩形信号发生器4a用于产生矩形窗口以进行时域切割。
前述的强度调制器Ⅱ4b为马赫曾德尔调制器或电吸收调制器。
前述的时分复用器5为将信号分为多路延时后合并的器件。
切割输出进入时分复用器5后，时分复用器5可根据矩形时域窗口宽度选择相应的复用路数，得到频率为正弦信号N倍的抛物线脉冲。
实施例2。一种倍频抛物线脉冲发生装置, 构成如图3所示，包括激光源1，激光源1与正弦调制模块2的输入端连接，正弦调制模块2的输出端与延时装置3的输入端连接，延时装置3的输出端与时域切割模块4的输入端连接，时域切割模块4的输出端与时分复用器5的输入端连接。
前述的激光源1与正弦调制模块2间设置有光分束器6，光分束器6的输出端口Ⅰ6a与正弦调制模块2的输入端连接；光分束器6的输出端口Ⅱ6b与偏振控制器Ⅰ7的输入端连接，偏振控制器Ⅰ7的输出端与相位调制器8的输入端连接，相位调制器8的射频端与时分复用器5的输出端连接，相位调制器8的输出端与偏振控制器Ⅱ9的输入端连接，偏振控制器Ⅱ9的输出端与偏振分束器10的输入端连接。
工作原理：首先，激光源1输出光源被光分束器6分成两路；其中一路经过强度调制器Ⅰ2b，利用正弦信号发生器2a产生的正弦信号和调制函数曲线，将正弦信号调制到光场上获得正弦波形信号。正弦波形信号经光延时线(即延时装置3)延时，进入时域切割模块4，将其波谷为正弦波形信号周期1/5的位置与矩形时域窗口在时间轴上对准，完成时域切割，得到开口向上的抛物线波形。此时的抛物线波形经过时分复用器5，可获得5倍频的抛物线脉冲。
另一路经偏振控制器Ⅰ7调节以45°角进入相位调制器8，与相位调制器8最佳调制轴偏振方向相同的部分光场被作为射频的开口向上的抛物线波形所调制，剩余部分光场则因为偏振方向与调制轴偏振方向垂直而未被调制。通过偏振控制器Ⅱ9，调控两部分光场偏振方向，经偏振分束器10将两路光场投影到偏振正交的两路输出端，在偏振正交的两路干涉后的强度表现不同，最终，输出端口其中一路为开口向上的5倍频抛物线脉冲，另一路为开口向下的5倍频抛物线脉冲。
前述的正弦调制模块2包括正弦信号发生器2a，正弦信号发生器2a与强度调制器Ⅰ2b的射频端连接，强度调制器Ⅰ2b的输入端用于接收光源(来自光分束器6的光源)，强度调制器Ⅰ2b的输出端与延时装置3的输入端连接。
上述的正弦调制模块2将正弦信号调制在光场上的具体过程为：激光源1输出经过强度调制器Ⅰ2b，利用所加射频为正弦信号和调制函数曲线(即利用正弦信号发生器2a产生正弦信号和调制函数曲线)，将正弦信号调制到光场上获得正弦波形信号。
前述的强度调制器Ⅰ2b为马赫曾德尔调制器或电吸收调制器。
前述的时域切割模块4包括矩形信号发生器4a，矩形信号发生器4a与强度调制器Ⅱ4b的射频端连接，强度调制器Ⅱ4b的输入端与延时装置3的输出端连接，强度调制器Ⅱ4b的输出端与时分复用器5的输入端连接。
延时装置3的输出经过强度调制器Ⅱ4b，利用所加射频为矩形信号(即由矩形信号发生器4a产生的矩形信号)，时域切割模块4产生一个矩形时域窗口并对准正弦的波峰或波谷位置，使得仅有正弦的波峰或波谷部分被切割输出。
前述的矩形信号发生器4a用于产生矩形窗口以进行时域切割。
前述的强度调制器Ⅱ4b为马赫曾德尔调制器或电吸收调制器。
前述的时分复用器5为将信号分为多路延时后合并的器件。
切割输出进入时分复用器5后，时分复用器5可根据矩形时域窗口宽度选择相应的复用路数，得到频率为正弦信号N倍的抛物线脉冲。

Claims (8)

1.一种倍频抛物线脉冲发生装置，其特征在于，包括激光源（1），激光源（1）与正弦调制模块（2）的输入端连接，正弦调制模块（2）的输出端与延时装置（3）的输入端连接，延时装置（3）的输出端与时域切割模块（4）的输入端连接，时域切割模块（4）的输出端与时分复用器（5）的输入端连接，激光源（1）输出经过正弦调制模块（2）将正弦信号调制在光场上，其输出经过延时装置（3）适当延时后进入时域切割模块（4），时域切割模块（4）产生一个矩形时域窗口并对准正弦的波峰或波谷位置，使得仅有正弦的波峰或波谷部分被切割输出，该输出进入时分复用器（5）后根据矩形时域窗口宽度选择相应的复用路数复用得到频率为正弦信号N倍的抛物线脉冲。
2.根据权利要求1所述的倍频抛物线脉冲发生装置，其特征在于：所述的激光源（1）与正弦调制模块（2）间设置有光分束器（6），光分束器（6）的输出端口Ⅰ（6a）与正弦调制模块（2）的输入端连接；光分束器（6）的输出端口Ⅱ（6b）与偏振控制器Ⅰ（7）的输入端连接，偏振控制器Ⅰ（7）的输出端与相位调制器（8）的输入端连接，相位调制器（8）的射频端与时分复用器（5）的输出端连接，相位调制器（8）的输出端与偏振控制器Ⅱ（9）的输入端连接，偏振控制器Ⅱ（9）的输出端与偏振分束器（10）的输入端连接，激光源（1）输出光源被光分束器（6）分成两路：另一路经偏振控制器Ⅰ（7）调节以45°角进入相位调制器（8），与相位调制器（8）最佳调制轴偏振方向相同的部分光场被作为射频的开口向上的抛物线波形所调制，剩余部分光场则因为偏振方向与调制轴偏振方向垂直而未被调制，通过偏振控制器Ⅱ（9），调控两部分光场偏振方向，经偏振分束器（10）将两路光场投影到偏振正交的两路输出端，在偏振正交的两路干涉后的强度表现不同，最终，输出端口其中一路为开口向上的5倍频抛物线脉冲，另一路为开口向下的5倍频抛物线脉冲。
3.根据权利要求1或2所述的倍频抛物线脉冲发生装置，其特征在于：所述的正弦调制模块（2）包括正弦信号发生器（2a），正弦信号发生器（2a）与强度调制器Ⅰ（2b）的射频端连接，强度调制器Ⅰ（2b）的输入端用于接收光源，强度调制器Ⅰ（2b）的输出端与延时装置（3）的输入端连接。
4.根据权利要求3所述的倍频抛物线脉冲发生装置，其特征在于：所述的强度调制器Ⅰ（2b）为马赫曾德尔调制器或电吸收调制器。
5.根据权利要求1或2所述的倍频抛物线脉冲发生装置，其特征在于：所述的时域切割模块（4）包括矩形信号发生器（4a），矩形信号发生器（4a）与强度调制器Ⅱ（4b）的射频端连接，强度调制器Ⅱ（4b）的输入端与延时装置（3）的输出端连接，强度调制器Ⅱ（4b）的输出端与时分复用器（5）的输入端连接。
6.根据权利要求5所述的倍频抛物线脉冲发生装置，其特征在于：所述的矩形信号发生器（4a）用于产生矩形窗口以进行时域切割。
7.根据权利要求5所述的倍频抛物线脉冲发生装置，其特征在于：所述的强度调制器Ⅱ（4b）为马赫曾德尔调制器或电吸收调制器。
8.根据权利要求1或2所述的倍频抛物线脉冲发生装置，其特征在于：所述时分复用器（5）为将信号分为多路延时后合并的器件。
CN202010093359.3A 2020-02-14 2020-02-14 一种倍频抛物线脉冲发生装置 Active CN111245518B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010093359.3A CN111245518B (zh) 2020-02-14 2020-02-14 一种倍频抛物线脉冲发生装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010093359.3A CN111245518B (zh) 2020-02-14 2020-02-14 一种倍频抛物线脉冲发生装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111245518A CN111245518A (zh) 2020-06-05
CN111245518B true CN111245518B (zh) 2023-04-07

Family

ID=70879987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010093359.3A Active CN111245518B (zh) 2020-02-14 2020-02-14 一种倍频抛物线脉冲发生装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111245518B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204190774U (zh) * 2014-11-04 2015-03-04 北京交通大学 一种基于四倍射频调制的光学三角形脉冲发生器
CN104852272A (zh) * 2015-03-12 2015-08-19 贵州大学 多波长谐波频率时域合成的光学函数信号发生器
CN106301586A (zh) * 2015-05-12 2017-01-04 北京交通大学 一种具有可调谐重复频率的光学三角形脉冲发生器
CN107247381A (zh) * 2017-07-11 2017-10-13 中国科学院半导体研究所 一种硅基集成任意波形信号发生器
CN208079085U (zh) * 2018-01-04 2018-11-09 北京交通大学 基于级联马赫增德尔调制器的三角形脉冲发生器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9395535B2 (en) * 2014-05-06 2016-07-19 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) System and method for producing optical sinc-shaped pulses

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204190774U (zh) * 2014-11-04 2015-03-04 北京交通大学 一种基于四倍射频调制的光学三角形脉冲发生器
CN104852272A (zh) * 2015-03-12 2015-08-19 贵州大学 多波长谐波频率时域合成的光学函数信号发生器
CN106301586A (zh) * 2015-05-12 2017-01-04 北京交通大学 一种具有可调谐重复频率的光学三角形脉冲发生器
CN107247381A (zh) * 2017-07-11 2017-10-13 中国科学院半导体研究所 一种硅基集成任意波形信号发生器
CN208079085U (zh) * 2018-01-04 2018-11-09 北京交通大学 基于级联马赫增德尔调制器的三角形脉冲发生器

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
40-GHz photonic waveform generator by linear shaping of four spectral sidebands;Christophe Finot;《Optics Letters》;20150401;全文 *
基于光子技术的微波三角波产生技术研究;吴廷伟;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20180415;全文 *
基于被动锁模光纤激光器的自相似脉冲产生与传输理论研究;王大帅;《中国博士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20160815;全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111245518A (zh) 2020-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Photonic generation of microwave waveforms based on a polarization modulator in a Sagnac loop
CN103516435B (zh) 基于电光外调制非线性效应的啁啾微波脉冲信号产生方法与装置
CN110212987A (zh) 基于频谱拼接的射频线性调频信号生成方法及装置
Hmood et al. Optical frequency comb generation based on chirping of Mach–Zehnder Modulators
CN106301586B (zh) 一种具有可调谐重复频率的光学三角形脉冲发生器
CN106848825B (zh) 通过级联光调制器产生超平坦光频梳的方法
CN109581301A (zh) 基于双平行调制器的双啁啾倍频信号产生装置及其方法
CN106100748A (zh) 利用相位调制器和可调谐色散器生成微波波形的装置及方法
CN105763260A (zh) 利用相位调制器和Sagnac环生成三角波的装置及方法
CN111245518B (zh) 一种倍频抛物线脉冲发生装置
CN103532632B (zh) 偏振正交调制可调谐微波脉冲信号精确生成方法及装置
CN110967892A (zh) 基于mzm-eam级联和脉冲信号的光学频率梳产生装置及方法
Zhang et al. Time-domain waveform synthesis using a dual-polarization modulator
CN104104007A (zh) 激光腔外功率稳定装置及其方法
Hu et al. Flexible width nyquist pulse based on a single Mach-Zehnder modulator
Yuan et al. Research on photonic generation of quadrupling triangular-shaped waveform using external modulation
US6515793B2 (en) Optical waveform shaper
Xia et al. Photonic microwave waveforms generation based on pulse carving and superposition in time-domain
Zhou et al. A modulator-free photonic triangular pulse generator based on semiconductor lasers
Wang et al. Photonic generation of triangular-shaped waveform with tunable symmetry factor based on two single-drive Mach-Zehnder modulator
CN107171172A (zh) 一种调制指数不固定的光学三角形脉冲发生器
Yang et al. Symmetry-Tunable Full-Duty Triangular-Shaped Waveform Generation Using a Simple Single-Drive Mach-Zehnder Modulator
Ma et al. Photonic generation of microwave waveforms based on a dual-loop optoelectronic oscillator
CN114070412B (zh) 一种光子可重构波形产生方法及装置
CN111245410A (zh) 一种直接调制全占空的抛物线脉冲发生装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant