CN113972953A - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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Abstract

本发明为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。涉及光电子器件，微波光子学、信息处理领域。该器件包括连续波激光器(1)、射频信号源(2)、偏振控制器(3)、电功分器(4)、偏振分束器(5)、电放大器(6)、电移相器(7)、电移相器(8)、单驱动马赫曾德尔调制器(9)、单驱动马赫曾德尔调制器(10)、光电探测器(11)、光电探测器(12)、电移相器(13)、电移相器(14)、电合束器(15)。本发明中生成的三角波形的重复率等于输入射频信号的频率。

Description

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
技术领域
本发明涉及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，涉及光电子器件、微波光子学、信息处理等领域。
背景技术
三角波形生成是微波光子学领域一个重要的研究方向，三角波形在雷达系统、通信系统、信号处理(脉冲压缩、倍频信号、复制信号等)等领域都有着广泛的应用。近些年来研究者们提出了很多生成三角波形的方案，但这些方案生成的三角波形大都为对称三角波形，对生成对称因子可调谐的三角波形(非对称三角波形)的研究却很少。 2017年，G.-F.等人利用双平行马赫曾德尔调制器通过改变六个变量实现了锯齿波(锯齿波可认为是对称因子为0％的非对称三角波形) 的生成(Versatile photonic microwave waveformsgeneration using a dual- parallel Mach–Zehnder modulator without otherdispersive elements, Optics Communications 396(2017)134-140)，但其对称因子不可调谐。 2018年，Y.He等人利用两个级联的单驱动马赫曾德尔调制器实现了锯齿波的生成(Photonic microwave waveforms generation based on two cascaded single-driveMach-Zehnder modulators,Opt.Express 26(6) (2018)7829-7841)，但该结构比较复杂且对称因子不可调谐。2020年， C.Wei等人利用一个单驱动马赫曾德尔调制器和一些偏振器件实现了锯齿波的生成(Tunable microwave sawtooth waveform generation based onone single-drive Mach-Zehnder modulator,Opt.Express 28(6) (2020)8098-8107)，但由于用到了很多偏振器件，会使得系统变得不稳定，且对称因子不可调谐。2020年，J.Li等人利用I/Q调制器实现了对称因子在20％-80％的三角波形的生成(Generation of anoptical triangular-shaped pulse train with variable symmetry by using an I/Qmodulator,Opt.Lett.45(6)(2020)1411-1414)，但所生成的三角波形只基于三个谐波分量(使生成的三角波形的电流表达式近似等于理想三角波形傅里叶展开式的前三项)。本发明提出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，通过调节七个变量，可实现对称因子范围在0％-100％的三角波形的生成，本发明生成的三角波形是基于四个谐波分量生成的(使生成的三角波形的电流表达式近似等于理想三角波形傅里叶展开式的前四项)，相对于基于三个谐波分量生成的三角波形的方案，本发明生成的三角波形与理论波形更为相似。生成三角波形的重复率等于输入射频信号的频率。
发明内容
本发明提出了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。
本发明是通过以下技术方案实现的：
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，其特征在于：该器件包括连续波激光器1、射频信号源2、偏振控制器3、电功分器4、偏振分束器5、电放大器6、电移相器7、电移相器8、单驱动马赫曾德尔调制器9、单驱动马赫曾德尔调制器10、光电探测器11、光电探测器12、电移相器13、电移相器14、电合束器15；具体连接方式为：
连续波激光器1的输出端接偏振控制器3的输入端，偏振控制器 3的输出端接偏振分束器5的输入端，射频信号源2的输出端接电功分器4的输入端，电功分器4的输出端口41和输出端口42分别接电移相器7的输入端和电放大器6的输入端,电放大器6的输出端接电移相器8的输入端，偏振分束器5的输出端口51和输出端口52分别接单驱动马赫曾德尔调制器9的光输入端和单驱动马赫曾德尔调制器10的光输入端，电移相器7的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器 9的射频输入端，电移相器8的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器10 的射频输入端，单驱动马赫曾德尔调制器9的输出端接光电探测器11 的输入端，单驱动马赫曾德尔调制器10的输出端接光电探测器12的输入端，光电探测器11的输出端接电移相器13的输入端，光电探测器12的输出端接电移相器14的输入端，光电探测器13的输出端接电合束器15的输入端口151，光电探测器14的输出端接电合束器15 的输入端口152，电合束器15的输出端接示波器。
连续波激光器1与偏振控制器3，偏振控制器3与偏振分束器5，偏振分束器5与单驱动马赫曾德尔调制器9，偏振分束器5与单驱动马赫曾德尔调制器10，单驱动马赫曾德尔调制器9与光电探测器11，单驱动马赫曾德尔调制器10与光电探测器12之间均采用光纤连接。射频信号源2与电功分器4，电功分器4与电放大器6，电功分器4 与电移相器7，电放大器6与电移相器8，电移相器7与单驱动马赫曾德尔调制器9，电移相器8与单驱动马赫曾德尔调制器10，光电探测器11与电移相器13，光电探测器12与电移相器14，电移相器13 与电合束器15，电移相器14与电合束器15、电合束器15与示波器之间均采用射频线连接。
本发明的具体工作原理如下：
连续波激光器1发出的光信号经过偏振控制器3后进入偏振分束器5中，设连续波激光器1发出光信号的光场表达式为： Ein(t)＝Eoexp(jωot)，Eo和ωo分别代表光信号的幅度和角频率。射频信号源2发出的射频信号的电场表达式为：VLO(t)＝VLOsin(ωt),VLO和ω分别代表电信号的幅度和角频率。单驱动马赫曾德尔调制器9偏置在正交传输点、单驱动马赫曾德尔10调制偏置在最小传输点。偏振合束器的两路输出信号为
Figure BDA0002599975350000041
α代表偏振控制器3的旋转角度。
单驱动马赫曾德尔调制器9和单驱动马赫曾德尔调制器10输出光信号的光场表达式分别为：
Figure BDA0002599975350000042
其中m1＝πVLO/(2Vπ)and m2＝gπVLO/(2Vπ)分别代表单驱动马赫曾德尔调制器9的调制系数和单驱动马赫曾德尔调制器10的调制系数。Vπ代表调制器的半波电压。g代表电放大器6的增益。
考虑小信号调制时，可得光电探测器11和光电探测器12输出的电流表达式为:
Figure BDA0002599975350000051
其中
Figure BDA0002599975350000056
代表光电探测器的灵敏度。θ1,θ2,θ3和θ4分别代表电移相器 7、电移相器8、电移相器13和电移相器14的相移。
电移相器13和电移相器14输出的电流表达式分别为：
Figure BDA0002599975350000052
电合束器输出的电流表达式为：
Figure BDA0002599975350000053
不同对称因子的三角波形傅里叶展开式可表示为
Figure BDA0002599975350000054
DC代表直流项，不同对称因子δ(对称因子δ定义为波形上升沿经历的时间与整个周期的比值)对应的b1,b2,b3,b4如表1所示。
表1.不同对称因子对应的b1,b2,b3,b4值
Figure BDA0002599975350000055
Figure BDA0002599975350000061
1.当θ1＝0,θ2＝0,θ3＝0，
Figure BDA0002599975350000062
时；
Figure BDA0002599975350000063
为生成对称因子为0％的三角波形(锯齿波)，需满足:
Figure BDA0002599975350000064
计算可得：α＝0.66(rad)，m1＝1.15，m2＝1.81.
此条件下还可生成对称因子为10％，20％的三角波形。同理计算可得：当δ＝10％时，α＝0.64，m1＝1.1，m2＝1.7。当δ＝20％时,α＝0.63， m1＝0.92，m2＝1.22。
2.当θ1＝0，
Figure BDA0002599975350000065
θ3＝0，
Figure BDA0002599975350000066
时；
Figure BDA0002599975350000071
此条件下可生成对称因子为30％的三角波形。
同理计算可得：当δ＝30％时，α＝0.49，m1＝0.49，m2＝1.22。
3.当
Figure BDA0002599975350000072
时；
Figure BDA0002599975350000073
此条件下可生成对称因子为40％的三角波形。
同理计算可得：当δ＝40％时，α＝0.39，m1＝0.61，m2＝1.7。
4.当
Figure BDA0002599975350000074
θ2＝0，
Figure BDA0002599975350000077
θ4＝0,m2＝0时；
Figure BDA0002599975350000075
此条件下可生成对称因子为50％的三角波形(对称三角波形)。需满足：
Figure BDA0002599975350000076
计算可得：当δ＝50％时，m1＝0.76。
5.当
Figure BDA0002599975350000081
时；
Figure BDA0002599975350000082
此条件下可生成对称因子为60％的三角波形。
同理计算可得：当δ＝60％时，α＝0.39，m1＝0.61，m2＝1.7。
6.当θ1＝0，
Figure BDA0002599975350000083
θ3＝0，
Figure BDA0002599975350000087
时；
Figure BDA0002599975350000084
此条件下可生成对称因子为70％的三角波形。同理计算可得：当δ＝70％时，α＝0.49，m1＝0.49，m2＝1.22。
7.当θ1＝0,θ2＝0,θ3＝0，
Figure BDA0002599975350000085
时；
Figure BDA0002599975350000086
此条件下可生成对称因子为80％，90％，100％的三角波形。同理计算可得：当δ＝80％时，α＝0.63，m1＝0.92，m2＝1.22。当δ＝90％时，α＝0.64， m1＝1.1，m2＝1.7。当δ＝100％时,α＝0.66，m1＝1.15，m2＝1.81。
本发明的有益效果：
本发明通过改变七个变量实现了对称因子在0％-100％范围内可调谐的三角波形的生成。本发明的三角波形是基于四个谐波分量生成的，相较于基于三个谐波分量生成的三角波形的方案，本发明生成的波形与理论波形的相似度更高。
附图说明
图1为基于两个单驱动马赫曾德尔调制器的三角波形发生器的结构示意图。
图2为实施例一中三角波形发生器产生的对称因子为0％的三角波形(锯齿波)的时域波形示意图。
图3为实施例二中三角波形发生器产生的对称因子为10％的三角波形的时域波形示意图。
图4为实施例三中三角波形发生器产生的对称因子为20％的三角波形的时域波形示意图。
图5为实施例四中三角波形发生器产生的对称因子为30％的三角波形的时域波形示意图。
图6为实施例五中三角波形发生器产生的对称因子为40％的三角波形的时域波形示意图。
图7为实施例六中三角波形发生器产生的对称因子为50％的三角波形(对称三角波)的时域波形示意图。
图8为实施例七中三角波形发生器产生的对称因子为70％的三角波形的时域波形示意图。
图9为实施例八中三角波形发生器产生的对称因子为100％的三角波形(反锯齿波)的时域波形示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例来对发明做进一步的描述。
实施例一：
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，其特征在于：该器件包括连续波激光器1、射频信号源2、偏振控制器3、电功分器4、偏振分束器5、电放大器6、电移相器7、电移相器8、单驱动马赫曾德尔调制器9、单驱动马赫曾德尔调制器10、光电探测器11、光电探测器12、电移相器13、电移相器14、电合束器15；具体连接方式为：
连续波激光器1的输出端接偏振控制器3的输入端，偏振控制器 3的输出端接偏振分束器5的输入端，射频信号源2的输出端接电功分器4的输入端，电功分器4的输出端口41和输出端口42分别接电移相器7的输入端和电放大器6的输入端,电放大器6的输出端接电移相器8的输入端，偏振分束器5的输出端口51和输出端口52分别接单驱动马赫曾德尔调制器9的光输入端和单驱动马赫曾德尔调制器10的光输入端，电移相器7的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器 9的射频输入端，电移相器8的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器10 的射频输入端，单驱动马赫曾德尔调制器9的输出端接光电探测器11 的输入端，单驱动马赫曾德尔调制器10的输出端接光电探测器12的输入端，光电探测器11的输出端接电移相器13的输入端，光电探测器12的输出端接电移相器14的输入端，光电探测器13的输出端接电合束器15的输入端口151，光电探测器14的输出端接电合束器15 的输入端口152，电合束器15的输出端接示波器。
单驱动马赫曾德尔调制器9偏置在正交传输点、单驱动马赫曾德尔调制器10偏置在最小传输点。调制器的插入损耗、半波电压和消光比分别为5dB，4V和30dB。连续波激光器1的功率，波长和线宽分别为15dBm，1550nm和1MHz。偏振控制器1的旋转角度为0.66(rad)，四个电移相器的相位分别为θ1＝0,θ2＝0,θ3＝0，
Figure BDA0002599975350000111
通过改变射频信号源2的幅度使单驱动马赫曾德尔调制器9的调制系数为1.15，通过改变电放大器6的增益使单驱动马赫曾德尔调制器10的调制系数为1.81。射频信号源2的频率为10GHz。示波器输出信号的时域图如图2所示。
实施例二：
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，其特征在于：该器件包括连续波激光器1、射频信号源2、偏振控制器3、电功分器4、偏振分束器5、电放大器6、电移相器7、电移相器8、单驱动马赫曾德尔调制器9、单驱动马赫曾德尔调制器10、光电探测器11、光电探测器12、电移相器13、电移相器14、电合束器15；具体连接方式为：
连续波激光器1的输出端接偏振控制器3的输入端，偏振控制器3的输出端接偏振分束器5的输入端，射频信号源2的输出端接电功分器4的输入端，电功分器4的输出端口41和输出端口42分别接电移相器7的输入端和电放大器6的输入端,电放大器6的输出端接电移相器8的输入端，偏振分束器5的输出端口51和输出端口52分别接单驱动马赫曾德尔调制器9的光输入端和单驱动马赫曾德尔调制器10的光输入端，电移相器7的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器 9的射频输入端，电移相器8的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器10 的射频输入端，单驱动马赫曾德尔调制器9的输出端接光电探测器11 的输入端，单驱动马赫曾德尔调制器10的输出端接光电探测器12的输入端，光电探测器11的输出端接电移相器13的输入端，光电探测器12的输出端接电移相器14的输入端，光电探测器13的输出端接电合束器15的输入端口151，光电探测器14的输出端接电合束器15 的输入端口152，电合束器15的输出端接示波器。
单驱动马赫曾德尔调制器9偏置在正交传输点、单驱动马赫曾德尔调制器10偏置在最小传输点。调制器的插入损耗、半波电压和消光比分别为5dB，4V和30dB。连续波激光器1的功率，波长和线宽分别为15dBm，1550nm和1MHz。偏振控制器1的旋转角度为0.64(rad)，四个电移相器的相位分别为θ1＝0,θ2＝0,θ3＝0，
Figure BDA0002599975350000121
通过改变射频信号源2的幅度使单驱动马赫曾德尔调制器9的调制系数为1.1，通过改变电放大器6的增益使单驱动马赫曾德尔调制器10的调制系数为 1.7。射频信号源2的频率为10GHz。示波器输出信号的时域图如图3 所示。
实施例三：
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，其特征在于：该器件包括连续波激光器1、射频信号源2、偏振控制器3、电功分器4、偏振分束器5、电放大器6、电移相器7、电移相器8、单驱动马赫曾德尔调制器9、单驱动马赫曾德尔调制器10、光电探测器11、光电探测器12、电移相器13、电移相器14、电合束器15；具体连接方式为：
连续波激光器1的输出端接偏振控制器3的输入端，偏振控制器 3的输出端接偏振分束器5的输入端，射频信号源2的输出端接电功分器4的输入端，电功分器4的输出端口41和输出端口42分别接电移相器7的输入端和电放大器6的输入端,电放大器6的输出端接电移相器8的输入端，偏振分束器5的输出端口51和输出端口52分别接单驱动马赫曾德尔调制器9的光输入端和单驱动马赫曾德尔调制器10的光输入端，电移相器7的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器 9的射频输入端，电移相器8的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器10 的射频输入端，单驱动马赫曾德尔调制器9的输出端接光电探测器11 的输入端，单驱动马赫曾德尔调制器10的输出端接光电探测器12的输入端，光电探测器11的输出端接电移相器13的输入端，光电探测器12的输出端接电移相器14的输入端，光电探测器13的输出端接电合束器15的输入端口151，光电探测器14的输出端接电合束器15 的输入端口152，电合束器15的输出端接示波器。
单驱动马赫曾德尔调制器9偏置在正交传输点、单驱动马赫曾德尔调制器10偏置在最小传输点。调制器的插入损耗、半波电压和消光比分别为5dB，4V和30dB。连续波激光器1的功率，波长和线宽分别为15dBm，1550nm和1MHz。偏振控制器1的旋转角度为0.63(rad)，四个电移相器的相位分别为θ1＝0,θ2＝0,θ3＝0，
Figure BDA0002599975350000141
通过改变射频信号源2的幅度使单驱动马赫曾德尔调制器9的调制系数为0.92，通过改变电放大器6的增益使单驱动马赫曾德尔调制器10的调制系数为1.22。射频信号源2的频率为10GHz。示波器输出信号的时域图如图4所示。
实施例四：
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，其特征在于：该器件包括连续波激光器1、射频信号源2、偏振控制器3、电功分器4、偏振分束器5、电放大器6、电移相器7、电移相器8、单驱动马赫曾德尔调制器9、单驱动马赫曾德尔调制器10、光电探测器11、光电探测器12、电移相器13、电移相器14、电合束器15；具体连接方式为：
连续波激光器1的输出端接偏振控制器3的输入端，偏振控制器 3的输出端接偏振分束器5的输入端，射频信号源2的输出端接电功分器4的输入端，电功分器4的输出端口41和输出端口42分别接电移相器7的输入端和电放大器6的输入端,电放大器6的输出端接电移相器8的输入端，偏振分束器5的输出端口51和输出端口52分别接单驱动马赫曾德尔调制器9的光输入端和单驱动马赫曾德尔调制器10的光输入端，电移相器7的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器 9的射频输入端，电移相器8的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器10 的射频输入端，单驱动马赫曾德尔调制器9的输出端接光电探测器11 的输入端，单驱动马赫曾德尔调制器10的输出端接光电探测器12的输入端，光电探测器11的输出端接电移相器13的输入端，光电探测器12的输出端接电移相器14的输入端，光电探测器13的输出端接电合束器15的输入端口151，光电探测器14的输出端接电合束器15 的输入端口152，电合束器15的输出端接示波器。
单驱动马赫曾德尔调制器9偏置在正交传输点、单驱动马赫曾德尔调制器10偏置在最小传输点。调制器的插入损耗、半波电压和消光比分别为5dB，4V和30dB。连续波激光器1的功率，波长和线宽分别为15dBm，1550nm和1MHz。偏振控制器1的旋转角度为0.49(rad)，四个电移相器的相位分别为θ1＝0，
Figure BDA0002599975350000151
θ3＝0，
Figure BDA0002599975350000152
通过改变射频信号源2的幅度使单驱动马赫曾德尔调制器9的调制系数为0.49，通过改变电放大器6的增益使单驱动马赫曾德尔调制器10的调制系数为1.22。射频信号源2的频率为10GHz。示波器输出信号的时域图如图5所示。
实施例五：
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，其特征在于：该器件包括连续波激光器1、射频信号源2、偏振控制器3、电功分器4、偏振分束器5、电放大器6、电移相器7、电移相器8、单驱动马赫曾德尔调制器9、单驱动马赫曾德尔调制器10、光电探测器11、光电探测器12、电移相器13、电移相器14、电合束器15；具体连接方式为：
连续波激光器1的输出端接偏振控制器3的输入端，偏振控制器 3的输出端接偏振分束器5的输入端，射频信号源2的输出端接电功分器4的输入端，电功分器4的输出端口41和输出端口42分别接电移相器7的输入端和电放大器6的输入端,电放大器6的输出端接电移相器8的输入端，偏振分束器5的输出端口51和输出端口52分别接单驱动马赫曾德尔调制器9的光输入端和单驱动马赫曾德尔调制器10的光输入端，电移相器7的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器 9的射频输入端，电移相器8的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器10 的射频输入端，单驱动马赫曾德尔调制器9的输出端接光电探测器11 的输入端，单驱动马赫曾德尔调制器10的输出端接光电探测器12的输入端，光电探测器11的输出端接电移相器13的输入端，光电探测器12的输出端接电移相器14的输入端，光电探测器13的输出端接电合束器15的输入端口151，光电探测器14的输出端接电合束器15 的输入端口152，电合束器15的输出端接示波器。
单驱动马赫曾德尔调制器9偏置在正交传输点、单驱动马赫曾德尔调制器10偏置在最小传输点。调制器的插入损耗、半波电压和消光比分别为5dB，4V和30dB。连续波激光器1的功率，波长和线宽分别为15dBm，1550nm和1MHz。偏振控制器1的旋转角度为0.39(rad)，四个电移相器的相位分别为
Figure BDA0002599975350000161
通过改变射频信号源2的幅度使单驱动马赫曾德尔调制器9的调制系数为0.61，通过改变电放大器6的增益使单驱动马赫曾德尔调制器10的调制系数为1.7。射频信号源2的频率为10GHz。示波器输出信号的时域图如图6所示。
实施例六：
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，其特征在于：该器件包括连续波激光器1、射频信号源2、偏振控制器3、电功分器4、偏振分束器5、电放大器6、电移相器7、电移相器8、单驱动马赫曾德尔调制器9、单驱动马赫曾德尔调制器10、光电探测器11、光电探测器12、电移相器13、电移相器14、电合束器15；具体连接方式为：
连续波激光器1的输出端接偏振控制器3的输入端，偏振控制器 3的输出端接偏振分束器5的输入端，射频信号源2的输出端接电功分器4的输入端，电功分器4的输出端口41和输出端口42分别接电移相器7的输入端和电放大器6的输入端,电放大器6的输出端接电移相器8的输入端，偏振分束器5的输出端口51和输出端口52分别接单驱动马赫曾德尔调制器9的光输入端和单驱动马赫曾德尔调制器10的光输入端，电移相器7的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器 9的射频输入端，电移相器8的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器10 的射频输入端，单驱动马赫曾德尔调制器9的输出端接光电探测器11 的输入端，单驱动马赫曾德尔调制器10的输出端接光电探测器12的输入端，光电探测器11的输出端接电移相器13的输入端，光电探测器12的输出端接电移相器14的输入端，光电探测器13的输出端接电合束器15的输入端口151，光电探测器14的输出端接电合束器15 的输入端口152，电合束器15的输出端接示波器。
单驱动马赫曾德尔调制器9偏置在正交传输点、单驱动马赫曾德尔调制器10偏置在最小传输点。调制器的插入损耗、半波电压和消光比分别为5dB，4V和30dB。连续波激光器1的功率，波长和线宽分别为15dBm，1550nm和1MHz。偏振控制器1的旋转角度为0(rad)，四个电移相器的相位分别为
Figure BDA0002599975350000181
θ2＝0，
Figure BDA0002599975350000182
θ4＝0。通过改变射频信号源2的幅度使单驱动马赫曾德尔调制器9的调制系数为0.76，通过不在单驱动马赫曾德尔调制器10上加载射频信号使单驱动马赫曾德尔调制器10的调制系数为0。射频信号源2的频率为10GHz。示波器输出信号的时域图如图7所示。
实施例七：
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，其特征在于：该器件包括连续波激光器1、射频信号源2、偏振控制器3、电功分器4、偏振分束器5、电放大器6、电移相器7、电移相器8、单驱动马赫曾德尔调制器9、单驱动马赫曾德尔调制器10、光电探测器11、光电探测器12、电移相器13、电移相器14、电合束器15；具体连接方式为：
连续波激光器1的输出端接偏振控制器3的输入端，偏振控制器 3的输出端接偏振分束器5的输入端，射频信号源2的输出端接电功分器4的输入端，电功分器4的输出端口41和输出端口42分别接电移相器7的输入端和电放大器6的输入端,电放大器6的输出端接电移相器8的输入端，偏振分束器5的输出端口51和输出端口52分别接单驱动马赫曾德尔调制器9的光输入端和单驱动马赫曾德尔调制器10的光输入端，电移相器7的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器 9的射频输入端，电移相器8的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器10 的射频输入端，单驱动马赫曾德尔调制器9的输出端接光电探测器11 的输入端，单驱动马赫曾德尔调制器10的输出端接光电探测器12的输入端，光电探测器11的输出端接电移相器13的输入端，光电探测器12的输出端接电移相器14的输入端，光电探测器13的输出端接电合束器15的输入端口151，光电探测器14的输出端接电合束器15 的输入端口152，电合束器15的输出端接示波器。
单驱动马赫曾德尔调制器9偏置在正交传输点、单驱动马赫曾德尔调制器10偏置在最小传输点。调制器的插入损耗、半波电压和消光比分别为5dB，4V和30dB。连续波激光器1的功率，波长和线宽分别为15dBm，1550nm和1MHz。偏振控制器1的旋转角度为0.49(rad)，四个电移相器的相位分别为θ1＝0，
Figure BDA0002599975350000191
θ3＝0，
Figure BDA0002599975350000192
通过改变射频信号源2的幅度使单驱动马赫曾德尔调制器9的调制系数为0.49，通过改变电放大器6的增益使单驱动马赫曾德尔调制器10的调制系数为1.22。射频信号源2的频率为10GHz。示波器输出信号的时域图如图8所示。
实施例八：
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，其特征在于：该器件包括连续波激光器1、射频信号源2、偏振控制器3、电功分器4、偏振分束器5、电放大器6、电移相器7、电移相器8、单驱动马赫曾德尔调制器9、单驱动马赫曾德尔调制器10、光电探测器11、光电探测器12、电移相器13、电移相器14、电合束器15；具体连接方式为：
连续波激光器1的输出端接偏振控制器3的输入端，偏振控制器 3的输出端接偏振分束器5的输入端，射频信号源2的输出端接电功分器4的输入端，电功分器4的输出端口41和输出端口42分别接电移相器7的输入端和电放大器6的输入端,电放大器6的输出端接电移相器8的输入端，偏振分束器5的输出端口51和输出端口52分别接单驱动马赫曾德尔调制器9的光输入端和单驱动马赫曾德尔调制器10的光输入端，电移相器7的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器 9的射频输入端，电移相器8的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器10 的射频输入端，单驱动马赫曾德尔调制器9的输出端接光电探测器11 的输入端，单驱动马赫曾德尔调制器10的输出端接光电探测器12的输入端，光电探测器11的输出端接电移相器13的输入端，光电探测器12的输出端接电移相器14的输入端，光电探测器13的输出端接电合束器15的输入端口151，光电探测器14的输出端接电合束器15 的输入端口152，电合束器15的输出端接示波器。
单驱动马赫曾德尔调制器9偏置在正交传输点、单驱动马赫曾德尔调制器10偏置在最小传输点。调制器的插入损耗、半波电压和消光比分别为5dB，4V和30dB。连续波激光器1的功率，波长和线宽分别为15dBm，1550nm和1MHz。偏振控制器1的旋转角度为0.66(rad)，四个电移相器的相位分别为θ1＝0，θ2＝0，θ3＝0，
Figure BDA0002599975350000211
通过改变射频信号源2的幅度使单驱动马赫曾德尔调制器9的调制系数为1.15，通过改变电放大器6的增益使单驱动马赫曾德尔调制器10的调制系数为1.81。射频信号源2的频率为10GHz。示波器输出信号的时域图如图9所示。

Claims (4)

1.一种基于两个单驱动马赫曾德尔调制器的三角波形发生器，其特征在于：该器件包括连续波激光器(1)、射频信号源(2)、偏振控制器(3)、电功分器(4)、偏振分束器(5)、电放大器(6)、电移相器(7)、电移相器(8)、单驱动马赫曾德尔调制器(9)、单驱动马赫曾德尔调制器(10)、光电探测器(11)、光电探测器(12)、电移相器(13)、电移相器(14)、电合束器(15)；具体连接方式为：
连续波激光器(1)的输出端接偏振控制器(3)的输入端，偏振控制器(3)的输出端接偏振分束器(5)的输入端，射频信号源(2)的输出端接电功分器(4)的输入端，电功分器(4)的输出端口(41)和输出端口(42)分别接电移相器(7)的输入端和电放大器(6)的输入端,电放大器(6)的输出端接电移相器(8)的输入端，偏振分束器(5)的输出端口(51)和输出端口(52)分别接单驱动马赫曾德尔调制器(9)的光输入端和单驱动马赫曾德尔调制器(10)的光输入端，电移相器(7)的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器(9)的射频输入端，电移相器(8)的输出端接单驱动马赫曾德尔调制器(10)的射频输入端，单驱动马赫曾德尔调制器(9)的输出端接光电探测器(11)的输入端，单驱动马赫曾德尔调制器(10)的输出端接光电探测器(12)的输入端，光电探测器(11)的输出端接电移相器(13)的输入端，光电探测器(12)的输出端接电移相器(14)的输入端，光电探测器(13)的输出端接电合束器(15)的输入端口(151)，光电探测器(14)的输出端接电合束器(15)的输入端口(152)，电合束器(15)的输出端接示波器。
2.根据权利要求1所述的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，其特征在于：单驱动马赫曾德尔调制器(9)偏置在正交传输点，单驱动马赫曾德尔调制器(10)偏置在最小传输点。
3.根据权利要求1所述的一种基于两个单驱动马赫增德尔调制器的三角波形发生器，其特征在于：通过调整射频信号源(2)的幅度、偏振控制器(3)的角度、电放大器(6)的增益、电移相器(7)的相位、电移相器(8)的相位、电移相器(13)的相位和电移相器(14)的相位，可生成对称因子(对称因子定义为波形上升沿经历的时间与整个周期的比值)从0％到100％的三角波形。
4.根据权利要求1所述的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，其特征在于：生成的三角波形的重复率等于输入射频信号的频率。
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