提出一種基于偏振復(fù)用-雙平行馬赫-曾德爾調(diào)制器（PDM-DPMZM）的微波光子變頻移相信號生成方案。通過改變調(diào)制器的直流偏置電壓可以實現(xiàn)二倍頻移相信號生成或者上/下變頻移相信號生成,生成信號的相位僅通過控制檢偏器偏振方向與調(diào)制器一個主軸之間的角度α就能實現(xiàn)-180°～180°的連續(xù)調(diào)諧。在光頻梳的支持下,本方案可擴展為多通道獨立相位調(diào)諧的系統(tǒng)。仿真結(jié)果表明,頻率為5 GHz的射頻信號在三種功能下可以分別轉(zhuǎn)換為二倍頻信號10 GHz、下變頻信號1 GHz和上變頻信號13 GHz,它們的相位可實現(xiàn)-180°～180°的全范圍連續(xù)調(diào)諧,且不同相位下生成信號的功率響應(yīng)相對平坦。 

【文章來源】：光學(xué)學(xué)報. 2020,40(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：18 頁

【部分圖文】：

不同功能下PDM-DPMZM的微波信號輸入與直流偏置情況以及對應(yīng)的輸出光譜示意圖。

除了以上討論的功能,上述結(jié)構(gòu)還可以通過重構(gòu)實現(xiàn)多通道多頻段變頻移相信號的生成,結(jié)構(gòu)如圖3所示。在圖3所示的結(jié)構(gòu)中,PDM-DPMZM作為雙光頻梳(OFC)生成器[30],其上下兩路在不同頻率的RF信號驅(qū)動下,生成頻率間隔不同、偏振正交的雙OFC。兩路偏振正交的OFC經(jīng)過保偏光纖后由PBS分開,分別進入可編程多通道濾波器[31-32],濾波器將各OFC的光梳信號進行分離。在上下兩路分離的光梳信號中各選擇一路信號,同倍頻與上/下變頻信號的生成方案一致,兩路偏振正交的信號經(jīng)PBC和PC調(diào)整偏振角度,引入90°的相位差,通過檢偏器將兩路信號以角度α合并在同一個方向,得到可進行全范圍相位調(diào)諧的變頻信號,通過上下兩個偏振方向的光梳任意組合即可實現(xiàn)多路多頻段變頻移相信號的生成。

圖1顯示了基于PDM-DPMZM的二倍頻或上/下變頻多通道移相信號生成方案結(jié)構(gòu)圖。PDM-DPMZM由偏振合束器(PBC)、2個平行放置的DPMZMs(DPMZMx和DPMZMy)和1個90°的偏振旋轉(zhuǎn)器組成,具有2個射頻輸入端和6個直流偏置點,且上下兩路輸出的信號因90°偏振旋轉(zhuǎn)器的存在而偏振正交。將從可調(diào)諧激光器輸出的光載波,通過一個偏振控制器(PC1)后對準PDM-DPMZM的一個主軸,微波信號從射頻輸入端注入調(diào)制器,通過調(diào)整直流偏置電壓,使上下兩路的DPMZMs都生成載波抑制單邊帶信號(CS-SSB)[26],在調(diào)制器的輸出端可以生成頻率分別為ωx和ωy的偏振正交雙波長信號,如圖1中a點所示。接著利用一個偏振控制器(PC2),將兩個信號旋轉(zhuǎn)45°,同時引入90°的相位差[27],如圖1中b點所示。兩個旋轉(zhuǎn)后的偏振正交雙波長信號經(jīng)過檢偏器(Pol1)后以角度α合并在同一個方向上,經(jīng)摻鉺光纖放大器(EDFA1)放大,隨后通過光電探測器(PD1)進行拍頻,生成倍頻/變頻移相信號。因為該結(jié)構(gòu)僅通過調(diào)整檢偏器的偏振方向與調(diào)制器一個主軸之間的角度α就可以實現(xiàn)生成信號全范圍相位的連續(xù)調(diào)諧,所以易被擴展為多通道的結(jié)構(gòu),如圖1所示。同時,其在實際中的應(yīng)用也被大大擴展。上述結(jié)構(gòu)通過調(diào)整輸入微波信號的頻率和直流偏置電壓,可以實現(xiàn)二倍頻移相信號生成、上/下變頻移相信號生成3種不同的功能,如圖2所示。圖2顯示了3種不同功能下PDM-DPMZM的微波信號輸入與直流偏置情況,以及不同器件輸出的光譜示意圖。

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3516789