CN114280549B - 一种高速光脉冲产生装置及方法 - Google Patents
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Abstract
直采体制的雷达系统相对于去斜体制在相参性、观测场景宽度以及波形复杂度等方面更具优势。而随着雷达系统带宽的增加，宽带射频信号的采样对传统电采样技术提出了很大的挑战，光采样技术是实现宽带信号射频直采的有效途径，而高速光采样脉冲的产生是实现光采样的基础。针对光采样技术对高速光采样脉冲的需求，本发明提出了一种高速光脉冲产生装置及方法，利用多级级联电光调制器的高阶非线性产生高速光采样脉冲的方法，基于该方法的光脉冲产生技术具有体积小，结构简单，性能可靠，成本低廉等优势，是实现高速光脉冲产生的有效技术途径，为利用微波光子技术实现宽带射频信号直采奠定基础。
Description
技术领域
本发明属于雷达技术领域，具体涉及一种高速光脉冲产生装置及方法。
背景技术
直采体制的雷达系统相对于去斜体制在相参性、观测场景宽度以及波形复杂度等方面更具优势。而随着雷达系统带宽的增加，宽带射频信号的采样对传统电采样技术提出了很大的挑战，光采样技术是实现宽带信号射频直采的有效途径，而高速光采样脉冲的产生是实现光采样的基础。
发明内容
针对光采样技术对高速光采样脉冲的需求，本发明提出了一种高速光脉冲产生装置及方法，利用多级级联电光调制器的高阶非线性产生高速光采样脉冲的方法，基于该方法的光脉冲产生技术具有体积小，结构简单，性能可靠，成本低廉等优势，是实现高速光脉冲产生的有效技术途径，为利用微波光子技术实现宽带射频信号直采奠定基础。具体内容如下：装置由激光器、n级电光调制器，频率源和光电探测器组成，所使用的电光调制器均为幅度调制器，其中n=1,2,3，…；频率源输出路数与电光调制器的级数一致，每级电光调制器的射频输入口连接频率源的一路输出。
方法步骤具体如下：
步骤1：确定频率源的输出频率，第一级调制器输入射频信号的频率设置为脉冲重复频率，第n级调制的的输入信号频率为:n×脉冲重复频率。
步骤2：为了使各级调制器工作在非线性状态，每级调制器的射频输入信号的功率要足够地高，因此，射频信号的输入功率通常设置在调制器的饱和输入功率与毁伤功率之间。
步骤3：用频谱仪观测光电探测器输出信号的频谱，调节各级调制器的偏置点，使得探测器输出信号的频梳条数最多，且保持各频率梳齿的幅度平坦。
步骤4：用高速示波器观测光电探测器输出信号的时域波形。
本发明的有益效果在于：
本发明利用多级级联电光调制器高阶非线性实现光采样脉冲的产生，可以通过外加信号的频率产生各种重频的光脉冲信号，且该方法具有体积小，结构简单，性能可靠，成本低廉等优势，可替代锁模激光器来产生光采样中所需高速光采样脉冲，在高速光采样技术中有巨大的应用前景。
附图说明
图1为高速光脉冲产生方法示意图。
图2为 2.5GHz高速光脉冲实验结果示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步描述：
1、搭建高速光脉冲产生装置：三级调制器构成的高速光脉冲产生装置如图1所示，激光器与三级电光调制器串联，每级调制器的射频口连接频率源的一个输出口，最后一级调制器的输出光信号输入光电探测器。
2、设置频率源的输出频率：以产生2.5GHz光脉冲信号为例，为获得足够多的光频梳，三级调制器的射频口输入的射频信号频率分别设置为2.5GHz，5GHz，7.5GHz。
3、设置频率源的输出功率：为了使各级调制器工作在非线性状态，每级调制器的射频输入信号的功率要足够地高，电光调制器的饱和输入功率通常为15dBm，综合考虑工作状态和抗毁伤性能的要求，每级调制器输入信号的功率设置为25dBm。
4、调节各级电光调制器的偏置点：用频谱仪观测光电探测器输出信号的频谱，调节各级调制器的偏置点，使得探测器输出信号的频梳条数最多，且保持各频率梳齿的幅度平坦。
5、脉冲波形质量验证：用高速示波器观测光电探测器输出信号的时域波形，验证产生光脉冲的质量，2.5GHz光脉冲结果如图2所示，从图中可以看到基于该方法产生的光脉冲具有很好的平坦度，且脉冲重复频率与设置重复频率一致，满足采样应用的要求。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种高速光脉冲产生方法，其特征在于：高速光脉冲产生装置由激光器、n级电光调制器，频率源和光电探测器组成，激光器与n级电光调制器串联，频率源输出路数与电光调制器的级数一致，每级调制器的射频口连接频率源的一路输出，最后一级电光调制器输出的光信号输入光电探测器；所述的电光调制器均为幅度调制器；具体包括以下步骤：
步骤1：确定频率源的输出频率，第一级电光调制器输入射频信号的频率设置为脉冲重复频率，第n级电光调制器的输入信号频率为:n×脉冲重复频率；
步骤2：为了使各级调制器工作在非线性状态，将射频信号的输入功率设置在电光调制器的饱和输入功率与毁伤功率之间；
步骤3：用频谱仪观测光电探测器输出信号的频谱，调节各级调制器的偏置点，使得光电探测器输出信号的频梳条数最多，且保持各频率梳齿的幅度平坦；
步骤4：用高速示波器观测光电探测器输出信号的时域波形。
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