CN111679530B - 一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换方法及系统，其中涉及的一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换系统，包括：锁模激光器、第一段色散光纤、光分束器、第一马赫‑曾德尔调制器、第二马赫‑曾德尔调制器、射频信号发生器、射频延迟单元、第二段色散光纤、第三段色散光纤、第一波分解复用器、第二波分解复用器、第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器、第五光电检测器、第六光电检测器、第七光电检测器、第八光电检测器、电ADC阵列、数字信号处理模块。本发明解决了连续时间光子时间拉伸模数转换系统中波分解复用器相邻通道光谱重叠导致信号失真的问题，提升了连续时间光子时间拉伸系统的性能。

Description

一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换方法及系统
技术领域
本发明涉及光通信信号处理技术领域，尤其涉及一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换方法及系统。
背景技术
数字信号处理具有灵活、高速、高精度以及抗干扰能力强等诸多优势，是模拟信号处理技术所无法比拟的，目前已成为信号处理领域的主流技术。然而自然界中的信号绝大部分以模拟信号形式存在，为了充分利用数字信号处理的优势，需要借助模数转换器(ADC)将模拟信号转换成数字信号，再在数字域内进行处理、传输和储存，因此，ADC作为模拟世界和数字世界不可替代的桥梁和纽带，其性能的优劣直接影响数字化电子系统的信号处理能力。然而，传统电子ADC受时间抖动以及其他硬件技术的限制，其发展难以达到现代高速数字信号处理系统的要求。不过，随着光学技术的发展，利用光学方法对信号进行预处理从而提升电子ADC性能引起了很多人的兴趣。它充分发挥了光波技术超高速、大带宽等优势，被认为是有望解决宽带信号高速、高精度数字化问题极具潜力的方法和途径。
光学时间拉伸型ADC是一种被广泛关注的光学辅助型ADC，它的原理是首先利用光学方法对宽带射频信号进行降频和带宽压缩预处理，再利用相对低速的电子ADC对预处理后的信号进行数字化，从而等效提升了电子ADC的采样速率和模拟带宽，并且有效降低了时间抖动对模数转换精度的影响。该技术方案由美国加州大学洛杉矶分校的B.Jalali教授1998年首次提出。目前，针对有限时间长度的模拟信号，在Chou J,Boyraz O,Solli D R,etal.Femtosecond real-time single-shot digitizer[J].Applied Physics Letters,2007,91(16).中利用单次光学时间拉伸系统，同时借助拉曼放大技术补偿时间拉伸过程中的损耗，已经实现了高达250倍的时间拉伸，并且借助采样速率40GS/s的实时示波器获得了10TS/s的有效采样速率，实现了4.5bits的有效位数。在Peng D,Zhang Z,Zeng Z,etal.Single-shot photonic time-stretch digitizer using a dissipative soliton-based passively mode-locked fiber laser[J].Optics Express,2018,26(6):6519-6531.中，通过在单次光子时间拉伸系统中使用基于耗散孤子的被动锁模光纤激光器，可以在不进行光放大的情况下获得了100GS/s的有效采样率，有效比特数达4.11比特。对于连续时间信号，重复的光脉冲序列由第一段色散介质拉伸展宽，从而实现时域连续的光载波。调制信号经过第二段色散介质的进一步拉伸展宽，必然会在时域上出现上相邻脉冲在时域上混叠的问题，致使信号无法区分，不能完成准确的模数转换，因此在Han Y,JalaliB.Continuous-time time-stretched analog-to-digital converter arrayimplemented using virtual time gating[J].IEEE Transactions on Circuits andSystems,2005,52(8):1502-1507.中，利用时间拉伸技术中时间-波长映射的关系，信号在时域混叠但在波长域是完全分开的，因此第二段色散介质输出利用波分解复用器进行光谱分割，通过多通道模数转换和数字域数据重组，最终获得射频信号模数转换的结果。但是，波分解复用器件每个通道的光谱并非矩形(不能完美切割信号)的，尤其是每个通道的边缘部分非常不理想，因此在后期信号拼接时会出现信号失真；在Chou J,Conway J,Sefler GA,et al.Photonic Bandwidth Compression Front End for Digital Oscilloscopes[J].Journal of Lightwave Technology,2009,27(22):5073-5077.中，利用时间拉伸技术的时间-波长的映射关系，先对波分解复用器进行通道的预划分，通过对每个通道时域上添加延迟线的方式，使得相邻通道间光谱重叠区域加大，达到理想的矩形形式。这种方案虽然改善了信号失真现象，但是利用延时线组合将系统结构变的更加复杂，增加了系统实现难度降低了系统性能。因此，如何利用简单有效的方法来解决信号拼接的失真问题从而提升系统性能是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换方法及系统，利用对射频信号添加延迟的方法，解决了传统的基于连续信号的光子时间拉伸系统中因信道不完美匹配导致的信号失真问题，极大地提高了基于连续信号光子时间拉伸模数转换系统的性能，同时具有结构简单，容易操作的优点。
为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换方法，包括步骤：
S1.锁模激光器产生光脉冲序列，所述产生的经过第一段色散光纤传播展宽后经过光分束器分别进入第一马赫-曾德尔调制器和第二马赫-曾德尔调制器；
S2.射频信号发生器产生射频信号，所述产生的射频信号一路进入第一马赫-曾德尔调制器，另一路通过射频延迟单元后进入第二马赫-曾德尔调制器；
S3.所述第一马赫-曾德尔调制器输出第一光信号，所述输出的第一光信号经过第二段色散光纤传播后进入第一波分解复用器；所述第二马赫-曾德尔调制器输出第二光信号，所述输出的第二光信号经过第三段色散光纤传播后进入第二波分解复用器；
S4.所述第一波分解复用器输出四路光信号，所述第一波分解复用器输出的四路光信号分别经过第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器后转换为电信号并进入电ADC阵列；第二波分解复用器输出四路光信号，所述第二波分解复用器输出的四路光信号分别经过第五光电检测器、第六光电检测器、第七光电检测器、第八光电检测器后转换为电信号并进入电ADC阵列；
S5.所述电ADC阵列输出数字信号，所述输出的数字信号加载到数字信号处理模块中进行处理，得到完整的拉伸后的射频信号。
进一步的，所述锁模激光器产生的光脉冲序列是周期为T0的光脉冲序列。
进一步的，所述第一波分解复用器与第二波分解复用器为完全相同的波分解复用器，所述波分解复用器的光谱总宽度为Δλ。
进一步的，所述第一段色散光纤的色散系数为D1，第一段色散光纤的长度为L1，且满足：
T0＝ΔλD1L1。
进一步的，所述射频延迟单元的延迟时间满足τ＝T0/8。
进一步的，所述第一马赫-曾德尔调制器对射频信号发生器产生的射频信号的调制和第二马赫-曾德尔调制器对射频延迟单元延迟的射频信号的调制采用双边带调制。
进一步的，所述第二段色散光纤的色散系数D2、第三段色散光纤的色散系数D3以及第一段色散光纤的色散系数D1满足D2＝D3＝D1；所述第二段色散光纤的长度L2、第三段色散光纤的长度L3以及第一段色散光纤的长度L1满足L2＝L3＝3L1。
进一步的，所述第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器、第五光电检测器、第六光电检测器、第七光电检测器、第八光电检测器的响应度RD完全相同。
相应的，还提供一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换系统，包括锁模激光器、第一段色散光纤、光分束器、第一马赫-曾德尔调制器、第二马赫-曾德尔调制器、射频信号发生器、射频延迟单元、第二段色散光纤、第三段色散光纤、第一波分解复用器、第二波分解复用器、第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器、第五光电检测器、第六光电检测器、第七光电检测器、第八光电检测器、电ADC阵列、数字信号处理模块；
所述锁模激光器与光分束器通过第一色散光纤连接；光分束器分别连入第一马赫-曾德尔调制器和第二马赫-曾德尔调制器；射频信号发生器分别连接第一马赫-曾德尔调制器和射频延迟单元；射频延迟单元连接第二马赫-曾德尔调制器；第一马赫-曾德尔调制器通过第二段色散光纤与第一波分解复用器连接；第一波分解复用器分别与第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器连接；第二马赫-曾德尔调制器通过第三段色散光纤与第二波分解复用器连接；第二波分解复用器分别与第五光电检测器、第六光电检测器、第七光电检测器、第八光电检测器连接；所述第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器、第五光电检测器、第六光电检测器、第七光电检测器、第八光电检测器均与电ADC阵列连接；电ADC阵列与数字信号处理模块连接。
与现有技术相比，本发明提出的一种基于射频信号延迟的光子时间拉伸模数转换方法及系统，和传统的光子时间拉伸模数转换系统相比，该方案利用射频信号延迟的方法，解决了连续时间光子时间拉伸模数转换系统中波分解复用器相邻通道光谱重叠导致信号失真的问题，提升了连续时间光子时间拉伸系统的性能，同时具有结构简单，易于实现的优点。
附图说明
图1是实施例一提供的一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换的结构示意图；
图2是实施例一提供的第一路拉伸射频信号对应的第一波分解复用器的每个通道示意图；
图3是实施例一提供的第二路经过延迟的拉伸射频信号对应的第二波分解复用器的每个通道示意图；
图4表示实施例一提供的经过数字信号处理后完整的拉伸射频信号，由第一路拉伸射频信号中的奇数部分和第二路拉伸射频信号的偶数部分组成示意图；
其中，1.锁模激光器；2.第一段色散光纤；3.光分束器；4.第一马赫-曾德尔调制器；5.第二马赫-曾德尔调制器；6.射频信号发生器；7.射频延迟单元；8.第二段色散光纤；9.第三段色散光纤；10.第一波分解复用器；11.第二波分解复用器；12.第一光电检测器；13.第二光电检测器；14.第三光电检测器；15.第四光电检测器；16.第五光电检测器；17.第六光电检测器；18.第七光电检测器；19.第八光电检测器；20.电ADC阵列；21.数字信号处理模块。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换方法及系统。
实施例一
本实施例提供一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换方法，包括步骤：
S11.锁模激光器产生光脉冲序列，所述产生的经过第一段色散光纤传播展宽后经过光分束器分别进入第一马赫-曾德尔调制器和第二马赫-曾德尔调制器；
S12.射频信号发生器产生射频信号，所述产生的射频信号一路进入第一马赫-曾德尔调制器，另一路通过射频延迟单元后进入第二马赫-曾德尔调制器；
S13.所述第一马赫-曾德尔调制器输出第一光信号，所述输出的第一光信号经过第二段色散光纤传播后进入第一波分解复用器；所述第二马赫-曾德尔调制器输出第二光信号，所述输出的第二光信号经过第三段色散光纤传播后进入第二波分解复用器；
S14.所述第一波分解复用器输出四路光信号，所述第一波分解复用器输出的四路光信号分别经过第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器后转换为电信号并进入电ADC阵列；第二波分解复用器输出四路光信号，所述第二波分解复用器输出的四路光信号分别经过第五光电检测器、第六光电检测器、第七光电检测器、第八光电检测器后转换为电信号并进入电ADC阵列；
S15.所述电ADC阵列输出数字信号，所述输出的数字信号加载到数字信号处理模块中进行处理，得到完整的拉伸后的射频信号。
如图1所示为一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换的结构示意图，包括锁模激光器1、第一段色散光纤2、光分束器3、第一马赫-曾德尔调制器4、第二马赫-曾德尔调制器5、射频信号发生器6、射频延迟单元7、第二段色散光纤8、第三段色散光纤9、第一波分解复用器10、第二波分解复用器11、第一光电检测器12、第二光电检测器13、第三光电检测器14、第四光电检测器15、第五光电检测器16、第六光电检测器17、第七光电检测器18、第八光电检测器19、电ADC阵列20、数字信号处理模块21。
在步骤S11中，锁模激光器产生光脉冲序列，所述产生的经过第一段色散光纤传播展宽后经过光分束器分别进入第一马赫-曾德尔调制器和第二马赫-曾德尔调制器。
锁模激光器1与光分束器3通过第一色散光纤2连接；光分束器3分别连入第一马赫-曾德尔调制器4和第二马赫-曾德尔调制器5。
锁模激光器1产生的光脉冲序列是周期为T0的光脉冲序列，第一段色散光纤的色散系数为D1，第一段色散光纤的长度为L1，且满足：
T0＝ΔλD1L1。
锁模激光器1产生重复周期为T0的光脉冲序列经过色散系数为D1，长度为L1的第一段色散光纤2传播展宽后经过光分束器3分别进入第一马赫-曾德尔调制器4和第二马赫-曾德尔调制器5。
在步骤S12中，射频信号发生器产生射频信号，所述产生的射频信号一路进入第一马赫-曾德尔调制器，另一路通过射频延迟单元后进入第二马赫-曾德尔调制器。
射频信号发生器6分别连接第一马赫-曾德尔调制器4和射频延迟单元7；射频延迟单元7连接第二马赫-曾德尔调制器5。
第一马赫-曾德尔调制器对射频信号发生器产生的射频信号的调制和第二马赫-曾德尔调制器对射频延迟单元延迟的射频信号的调制采用双边带调制；射频延迟单元的延迟时间满足τ＝T0/8。
射频信号发生器6产生的射频信号第一路进入第一马赫-曾德尔调制器4，第二路通过射频延迟单元7延迟T0/8后进入第二马赫-曾德尔调制器5。
在步骤S13中，第一马赫-曾德尔调制器输出第一光信号，所述输出的第一光信号经过第二段色散光纤传播后进入第一波分解复用器；所述第二马赫-曾德尔调制器输出第二光信号，所述输出的第二光信号经过第三段色散光纤传播后进入第二波分解复用器。
第一马赫-曾德尔调制器4通过第二段色散光纤8与第一波分解复用器10连接；第二马赫-曾德尔调制器5通过第三段色散光纤9与第二波分解复用器11连接。
第一波分解复用器与第二波分解复用器为完全相同的波分解复用器，所述波分解复用器的光谱总宽度为Δλ；第二段色散光纤的色散系数D2、第三段色散光纤的色散系数D3以及第一段色散光纤的色散系数D1满足D2＝D3＝D1；所述第二段色散光纤的长度L2、第三段色散光纤的长度L3以及第一段色散光纤的长度L1满足L2＝L3＝3L1。
第一马赫-曾德尔调制器4输出的光信号经过第二段色散光纤8传播后进入第一波分复用器10；第二马赫-曾德尔调制器5输出的光信号经过第三段色散光纤9传播后进入第二波分解复用器11。
在步骤S14中，第一波分解复用器输出四路光信号，所述第一波分解复用器输出的四路光信号分别经过第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器后转换为电信号并进入电ADC阵列；第二波分解复用器输出四路光信号，所述第二波分解复用器输出的四路光信号分别经过第五光电检测器、第六光电检测器、第七光电检测器、第八光电检测器后转换为电信号并进入电ADC阵列。
第一波分解复用器10分别与第一光电检测器12、第二光电检测器13、第三光电检测器14、第四光电检测器15连接；第二波分解复用器11分别与第五光电检测器16、第六光电检测器17、第七光电检测器18、第八光电检测器19连接；第一光电检测器12、第二光电检测器13、第三光电检测器14、第四光电检测器15、第五光电检测器16、第六光电检测器17、第七光电检测器18、第八光电检测器19均与电ADC阵列20连接。
第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器、第五光电检测器、第六光电检测器、第七光电检测器、第八光电检测器的响应度RD完全相同。
第一波分解复用器10输出的四路光信号分别经过第一光电检测器12、第二光电检测器13、第三光电检测器14、第四光电检测器15转换为电信号后进入电ADC阵列20；第二波分解复用器11输出的四路光信号分别经过第五光电检测器16、第六光电检测器17、第七光电检测器18、第八光电检测器19转换为电信号后进入电ADC阵列20。
在步骤S15中，电ADC阵列输出数字信号，所述输出的数字信号加载到数字信号处理模块中进行处理，得到完整的拉伸后的射频信号。
电ADC阵列20与数字信号处理模块21连接。
电ADC阵列20输出的数字信号加载到数字信号处理模块21中进行处理，得到完整的时间拉伸射频数字信号
如图2表示第一路拉伸射频信号对应的第一波分解复用器的每个通道。λ1，λ2，λ3，λ4表示波分解复用器四个通道的波长范围，(1)～(10)表示第一波分解复用器各个通道正常区域与重叠区域对应的射频信号，偶数代表重叠区域，奇数代表正常区域。图3表示第二路经过延迟的拉伸射频信号对应的第二波分解复用器的每个通道。λ1，λ2，λ3，λ4表示波分解复用器四个通道的波长范围，(11)～(20)表示第二波分解复用器各个通道正常区域与重叠区域对应的射频信号，偶数代表正常区域，奇数代表重叠区域。图4表示经过数字信号处理后完整的拉伸射频信号，由第一路拉伸射频信号中的奇数部分和第二路拉伸射频信号的偶数部分组成。
本实施例提出的一种基于射频信号延迟的的光子时间拉伸系统通过添加射频延迟的方法，解决了连续时间信号光子时间拉伸模数转换系统中波分解复用器件相邻通道光谱不理想导致信号失真的问题，与传统的方案相比，简化了系统结构，降低了系统实现难度以及数字信号后处理的运算量，极大地提高了连续时间信号光子时间拉伸模数转换系统的性能。
实施例二
本实施例提供一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换系统，包括锁模激光器、第一段色散光纤、光分束器、第一马赫-曾德尔调制器、第二马赫-曾德尔调制器、射频信号发生器、射频延迟单元、第二段色散光纤、第三段色散光纤、第一波分解复用器、第二波分解复用器、第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器、第五光电检测器、第六光电检测器、第七光电检测器、第八光电检测器、电ADC阵列、数字信号处理模块；
所述锁模激光器与光分束器通过第一色散光纤连接；光分束器分别连入第一马赫-曾德尔调制器和第二马赫-曾德尔调制器；射频信号发生器分别连接第一马赫-曾德尔调制器和射频延迟单元；射频延迟单元连接第二马赫-曾德尔调制器；第一马赫-曾德尔调制器通过第二段色散光纤与第一波分解复用器连接；第一波分解复用器分别与第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器连接；第二马赫-曾德尔调制器通过第三段色散光纤与第二波分解复用器连接；第二波分解复用器分别与第五光电检测器、第六光电检测器、第七光电检测器、第八光电检测器连接；所述第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器、第五光电检测器、第六光电检测器、第七光电检测器、第八光电检测器均与电ADC阵列连接；电ADC阵列与数字信号处理模块连接。
需要说明的是，本实施例提供的一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换系统与实施例一类似，在此不多做赘述。
与现有技术相比，本实施例提出的一种基于射频信号延迟的光子时间拉伸模数转换系统，和传统的光子时间拉伸模数转换系统相比，该方案利用射频信号延迟的方法，解决了连续时间光子时间拉伸模数转换系统中波分解复用器相邻通道光谱重叠导致信号失真的问题，提升了连续时间光子时间拉伸系统的性能，同时具有结构简单，易于实现的优点。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换方法，其特征在于，包括步骤：
S1.锁模激光器产生光脉冲序列，所述产生的光脉冲序列经过第一段色散光纤传播展宽后经过光分束器分别进入第一马赫-曾德尔调制器和第二马赫-曾德尔调制器；
S2.射频信号发生器产生射频信号，所述产生的射频信号一路进入第一马赫-曾德尔调制器，另一路通过射频延迟单元后进入第二马赫-曾德尔调制器；
S3.所述第一马赫-曾德尔调制器输出第一光信号，所述输出的第一光信号经过第二段色散光纤传播后进入第一波分解复用器；所述第二马赫-曾德尔调制器输出第二光信号，所述输出的第二光信号经过第三段色散光纤传播后进入第二波分解复用器；
S4.所述第一波分解复用器输出四路光信号，所述第一波分解复用器输出的四路光信号分别经过第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器后转换为电信号并进入电ADC阵列；第二波分解复用器输出四路光信号，所述第二波分解复用器输出的四路光信号分别经过第五光电检测器、第六光电检测器、第七光电检测器、第八光电检测器后转换为电信号并进入电ADC阵列；
S5.所述电ADC阵列输出数字信号，所述输出的数字信号加载到数字信号处理模块中进行处理，得到完整的拉伸后的射频信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换方法，其特征在于，所述锁模激光器产生的光脉冲序列是周期为T0的光脉冲序列。
3.根据权利要求2所述的一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换方法，其特征在于，所述第一波分解复用器与第二波分解复用器为完全相同的波分解复用器，所述波分解复用器的光谱总宽度为Δλ。
4.根据权利要求3所述的一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换方法，其特征在于，所述第一段色散光纤的色散系数为D1，第一段色散光纤的长度为L1，且满足：
T0＝ΔλD1L1。
5.根据权利要求2所述的一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换方法，其特征在于，所述射频延迟单元的延迟时间满足τ＝T0/8。
6.根据权利要求1所述的一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换方法，其特征在于，所述第一马赫-曾德尔调制器对射频信号发生器产生的射频信号的调制和第二马赫-曾德尔调制器对射频延迟单元延迟的射频信号的调制采用双边带调制。
7.根据权利要求4所述的一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换方法，其特征在于，所述第二段色散光纤的色散系数D2、第三段色散光纤的色散系数D3以及第一段色散光纤的色散系数D1满足D2＝D3＝D1；所述第二段色散光纤的长度L2、第三段色散光纤的长度L3以及第一段色散光纤的长度L1满足L2＝L3＝3L1。
8.根据权利要求1所述的一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换方法，其特征在于，所述第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器、第五光电检测器、第六光电检测器、第七光电检测器、第八光电检测器的响应度RD完全相同。
9.一种基于射频信号延迟光子时间拉伸模数转换系统，其特征在于，包括锁模激光器、第一段色散光纤、光分束器、第一马赫-曾德尔调制器、第二马赫-曾德尔调制器、射频信号发生器、射频延迟单元、第二段色散光纤、第三段色散光纤、第一波分解复用器、第二波分解复用器、第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器、第五光电检测器、第六光电检测器、第七光电检测器、第八光电检测器、电ADC阵列、数字信号处理模块；
所述锁模激光器与光分束器通过第一色散光纤连接；光分束器分别连入第一马赫-曾德尔调制器和第二马赫-曾德尔调制器；射频信号发生器分别连接第一马赫-曾德尔调制器和射频延迟单元；射频延迟单元连接第二马赫-曾德尔调制器；第一马赫-曾德尔调制器通过第二段色散光纤与第一波分解复用器连接；第一波分解复用器分别与第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器连接；第二马赫-曾德尔调制器通过第三段色散光纤与第二波分解复用器连接；第二波分解复用器分别与第五光电检测器、第六光电检测器、第七光电检测器、第八光电检测器连接；所述第一光电检测器、第二光电检测器、第三光电检测器、第四光电检测器、第五光电检测器、第六光电检测器、第七光电检测器、第八光电检测器均与电ADC阵列连接；电ADC阵列与数字信号处理模块连接。
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