專利名稱：一種光單邊帶調(diào)制方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光單邊帶調(diào)制方法，尤其涉及一種能夠抑制調(diào)制信號中二階邊帶的光單邊帶調(diào)制方法及裝置，屬于微波器件、微波光子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
光單邊帶(Optical Single Sideband, 0SSB)調(diào)制作為一種主要的光信號調(diào)制技術(shù)，在光載無線(Radio over Fiber，RoF)、高精度光纖傳感、高精度光器件測量、波長變換、光學(xué)相干斷層掃描等領(lǐng)域得到了重要應(yīng)用。目前，光單邊帶調(diào)制方法主要有以下兩類:(1)光濾波法，亦即采用光濾波器濾除強(qiáng)度調(diào)制或相位調(diào)制信號中的一個(gè)邊帶，從而只剩下光載波和另一個(gè)邊帶。當(dāng)前報(bào)道的光濾波器有均勻布拉格光纖光柵、相移光纖光柵、陡峭沿可調(diào)諧光濾波器和基于受激布里淵散射的有源光子濾波器。這種方法的局限性十分明顯，若采用帶寬較大的光濾波器，則很難在不影響光載波和其他邊帶的情況下濾除一個(gè)一階邊帶，而如若光濾波器帶寬較小，則只能在較小的頻率范圍內(nèi)獲得單邊帶調(diào)制。此外，由于光濾波器的響應(yīng)是固定的，該方法對光載波的波長是有選擇性的。(2)90°相移法，亦即對加載到雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器的微波信號進(jìn)行90°相移，這樣光電調(diào)制器的上下兩臂光信號中各邊帶具有nX π/2-cK的相位差，其中η為邊帶階數(shù)，(K為直流偏置引入的相位差。予以適當(dāng)?shù)闹绷髌?，一個(gè)一階邊帶在上下路合光時(shí)干涉相消，從而使得輸出光信號中只剩下光載波和另一個(gè)一階邊帶。這里的雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器可以是普通的雙驅(qū)動(dòng)馬赫-曾德爾調(diào)制器(Mach-Zehnder Modulator, MZM),也可以是雙平行馬赫-曾德爾調(diào)制器(Dual-ParallelMach-Zehnder Modulator, DPMZM)。相比而言，90°相移法可實(shí)現(xiàn)與光載波波長無關(guān)的光單邊帶調(diào)制，若采用寬帶的微波移相器和光電調(diào)制器即可實(shí)現(xiàn)寬帶的光單邊帶掃頻，而且可通過光子集成技術(shù)實(shí)現(xiàn)小型化。但由于光電調(diào)制器是非線性器件，因此調(diào)制得到的光單邊帶信號中含有許多高階分量，尤其是+2階邊帶其功率遠(yuǎn)大于其他各高階邊帶(以抑制-1階邊帶的光單邊帶調(diào)制為例)。在高精度光器件測量中，由于+2階邊帶的存在，其與+1階邊帶的拍頻量在拍頻所得的微波信號中占有較大比例，引入了極大的測量誤差；在長距離光通信中，較大的二階邊帶也將使得單邊帶信號在長距離光纖中傳輸時(shí)仍具有頻率相關(guān)的功率損耗，大大限制了光纖通信的無中繼距離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有光單邊帶調(diào)制技術(shù)的不足，提供一種光單邊帶調(diào)制方法及裝置，能夠有效抑制調(diào)制信號中的二階邊帶。本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:一種光單邊帶調(diào)制方法，將微波源輸出的微波信號等分為兩路并調(diào)整這兩路微波信號的相位差后，通過雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器將這兩路微波信號調(diào)制到光載波上，得到調(diào)制信號；通過調(diào)整所述雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器的直流偏置抑制調(diào)制信號中的一個(gè)一階邊帶，得到最終的光單邊帶信號；所述調(diào)整這兩路微波信號的相位差是指將兩路微波信號的相位差調(diào)整為 120。。一種光單邊帶調(diào)制裝置，包括光源、微波源、直流電源、微波電橋和雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器；微波源的輸出端與微波電橋的輸入端連接，微波電橋的兩個(gè)輸出端分別與雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器的兩個(gè)微波輸入端連接，光源與雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器的光輸入端連接，直流電源與雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器的直流偏置輸入端連接；所述微波電橋?yàn)?20°微波電橋,用于將輸入的微波信號分成功率相等相位相差120°的兩路。本發(fā)明的光單邊帶調(diào)制方法不但對光載波波長無選擇性，可實(shí)現(xiàn)寬帶的單邊帶掃頻，還克服了現(xiàn)有的光濾波法和90°移相法生成的光單邊帶信號中具有較大功率的+2階邊帶的缺點(diǎn)(以抑制-1階邊帶的光單邊帶調(diào)制為例)。在基于光單邊帶調(diào)制的光器件測量中，采用本發(fā)明的光單邊帶信號，可大大提高系統(tǒng)的測量精確度；在長距離光通信中，降低了光纖色散對傳輸信號的影響，具有更好的傳輸性能。


圖1為本發(fā)明的光單邊帶調(diào)制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的光單邊帶調(diào)制裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3 (a)和圖3 (b)分別為仿真得到的基于90°和120°相移的光單邊帶信號的光譜圖；圖3 (c)和圖3 (d)分別為實(shí)際測得的在不同功率微波信號情況下的基于90°和120°相移的光單邊信號的光譜圖；圖4 (a)為采用兩種光單邊帶調(diào)制方法對傳輸函數(shù)為Η(ω)=1的光器件測量誤差隨調(diào)制系數(shù)的變化曲線；圖4 (b)和圖4 (c)分別為采用兩種光單邊帶調(diào)制測得的相移光纖光柵的幅頻響應(yīng)和相頻 響應(yīng)的曲線和實(shí)際響應(yīng)曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明:本發(fā)明的思路是在現(xiàn)有90°移相法光單邊帶調(diào)制技術(shù)的基礎(chǔ)上，將90°微波電橋替換成120 °微波電橋，并調(diào)整直流偏壓，從而調(diào)制出同時(shí)抑制-1和+2階邊帶(或+1和-2階邊帶)的光單邊帶信號。本發(fā)明的光單邊帶調(diào)制裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括光源、微波源、直流電源、120°微波電橋和雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器；微波源的輸出端與120°微波電橋的輸入端連接，120°微波電橋的兩個(gè)輸出端分別與雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器的兩個(gè)微波輸入端連接，光源與雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器的光輸入端連接，直流電源與雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器的直流偏置輸入端連接。120°微波電橋?qū)⑽⒉ㄔ摧敵龅奈⒉ㄐ盘柗殖晒β氏嗟认辔幌嗖?20°的兩路；直流電源為雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器提供直流偏置；雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器將120°微波電橋輸出的兩路微波信號調(diào)制到光源輸出的光載波上。上述裝置在工作時(shí)，雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器的上下兩臂光信號中各邊帶具有
的相位差。當(dāng)(K=Ji/3時(shí)，對于輸出信號中的-1階邊帶，即n=-l時(shí)，上下兩路信號相位相差為-180°。因此，在合光時(shí)干涉相消，-1階邊帶被抑制，從而得到單邊帶調(diào)制。同時(shí)，對于+2階邊帶，即n=+2時(shí)，上下兩路的相位差為180°，因而+2階邊帶也被同時(shí)抑制。在使調(diào)制信號中的-1 (或+1)階邊帶得到抑制的直流偏置下，調(diào)制信號中的+2(或-2)階邊帶同時(shí)得到抑制，亦即可調(diào)制出同時(shí)抑制-1和+2階邊帶(或+1和-2階邊帶)的光單邊帶信號。下面以抑制-1階邊帶的光單邊帶調(diào)制為例來對本發(fā)明的原理進(jìn)行簡要介紹:若120 °微波電橋輸出的兩路微波信號分別為
權(quán)利要求
1.種光單邊帶調(diào)制方法，將微波源輸出的微波信號等分為兩路并調(diào)整這兩路微波信號的相位差后，通過雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器將這兩路微波信號調(diào)制到光載波上，得到調(diào)制信號；通過調(diào)整所述雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器的直流偏置抑制調(diào)制信號中的一個(gè)一階邊帶，得到最終的光單邊帶信號；其特征在于，所述調(diào)整這兩路微波信號的相位差是指將兩路微波信號的相位差調(diào)整為120°。
2.種光單邊帶調(diào)制裝置，包括光源、微波源、直流電源、微波電橋和雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器；微波源的輸出端與微波電橋的輸入端連接，微波電橋的兩個(gè)輸出端分別與雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器的兩個(gè)微波輸入端連接，光源與雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器的光輸入端連接，直流電源與雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器的直流偏置輸入端連接；其特征在于，所述微波電橋?yàn)?20°微波電橋，用于將輸入的微波信號分成功率相等相位相差120°的兩路。
3.權(quán)利要求2所述光單邊帶調(diào)制裝置，其特征在于，所述120°微波電橋包括50:50微波功分器和120°移相器；50:50微波功分器的輸入端與所述微波源的輸出端連接；50:50微波功分器的其中一個(gè)輸出端通過所述120°移相器與所述雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器的一個(gè)微波輸入端連接，50:50微波功分器的另一個(gè)輸出端與所述雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器的另外一個(gè)微波輸入端直接連接。
4.權(quán)利要求2所述光單邊帶調(diào)制裝置，其特征在于，所述光源為窄線寬激光器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光單邊帶調(diào)制方法。本發(fā)明將微波源輸出的微波信號等分為兩路并調(diào)整這兩路微波信號的相位差為120°后，通過雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器將這兩路微波信號調(diào)制到光載波上，得到調(diào)制信號；通過調(diào)整所述雙驅(qū)動(dòng)光電調(diào)制器的直流偏置抑制調(diào)制信號中的一個(gè)一階邊帶，得到最終的光單邊帶信號。本發(fā)明還公開了一種光單邊帶調(diào)制裝置，采用120°微波電橋。本發(fā)明不但對光載波波長無選擇性，可實(shí)現(xiàn)寬帶的單邊帶掃頻，還克服了現(xiàn)有技術(shù)具有較大功率的二階邊帶的缺點(diǎn)。在基于光單邊帶調(diào)制的光器件測量中，采用本發(fā)明的光單邊帶信號，可大大提高系統(tǒng)的測量精確度；在長距離光通信中，降低了光纖色散對傳輸信號的影響，具有更好的傳輸性能。
文檔編號G02F2/02GK103091935SQ20121058352
公開日2013年5月8日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者潘時(shí)龍, 薛敏, 趙永久, 朱丹, 郭榮輝 申請人:南京航空航天大學(xué)