一種寬帶光學(xué)頻率梳的產(chǎn)生裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種寬帶光學(xué)頻率梳的產(chǎn)生方法，采用雙平行馬赫曾德爾調(diào)制器和兩個(gè)馬赫曾德爾強(qiáng)度調(diào)制器級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)各調(diào)制器的射頻幅值和直流偏置電壓，產(chǎn)生了50線寬帶光學(xué)頻率梳，且功率平坦、譜線間隔可調(diào)。該方案產(chǎn)生的光梳性能較好，對(duì)其在光通信領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展具有重要意義。本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，有利于降低系統(tǒng)成本。
【專利說(shuō)明】一種寬帶光學(xué)頻率梳的產(chǎn)生裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光通信【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種利用激光的外部調(diào)制技術(shù)產(chǎn)生頻帶寬廣、間隔可變、功率平坦和抑制比高的光學(xué)頻率梳生成裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)頻率梳(Optical Frequency Comb, OFC)是指在頻譜上由一系列間隔均勻且相位相干的頻率分量組成的光譜，主要性能指標(biāo)有光梳線數(shù)、譜線間隔和平坦度等。隨著通信需求的不斷增長(zhǎng)和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，光波分復(fù)用(WDM)和光正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)逐漸成為研究熱點(diǎn)，而限制這些系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸之一是需要大量波長(zhǎng)不同、功率平坦的光載波。光學(xué)頻率梳的使用可以解決這一問題，大大降低系統(tǒng)成本，對(duì)光通信技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展具有非常重要的意義。
[0003]另外，光學(xué)頻率梳在光學(xué)任意波形產(chǎn)生和多波長(zhǎng)超短脈沖產(chǎn)生等方面也具有廣泛的應(yīng)用。其中在任意波形產(chǎn)生方面，光學(xué)頻率梳的譜線個(gè)數(shù)、譜線間隔、平坦度以及抑制比是關(guān)鍵的幾個(gè)參數(shù)。針對(duì)這些光通信領(lǐng)域的應(yīng)用，我們需要產(chǎn)生頻帶寬廣、間隔可變、功率平坦和抑制比高的光學(xué)頻率梳，同時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)該盡量簡(jiǎn)單。
[0004]據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，寬帶光學(xué)頻率梳的產(chǎn)生方法主要有:光學(xué)非線性效應(yīng)、光反饋環(huán)、微諧振腔以及電光調(diào)制器法等。其中，非線性效應(yīng)法主要采用光學(xué)四波混頻技術(shù)，產(chǎn)生的光學(xué)頻率梳線數(shù)很多但功率波動(dòng)較大，其應(yīng)用有局限性；利用光反饋環(huán)擴(kuò)展頻譜的系統(tǒng)，一般較為復(fù)雜不易控制；而設(shè)計(jì)微諧振腔的工作周期長(zhǎng)且成本較高?；陔姽庹{(diào)制器產(chǎn)生寬帶光學(xué)頻率梳的方法，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、譜線間隔可變且平坦度較好，是一種很有前景的光學(xué)頻率梳產(chǎn)生技術(shù)。但目前電光調(diào)制器法產(chǎn)生的光梳線數(shù)還相對(duì)有限，需要繼續(xù)加以研究并提出產(chǎn)生寬頻帶的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，同時(shí)為了滿足光通信的實(shí)際應(yīng)用，需要產(chǎn)生一種性能較好的寬帶光學(xué)頻率梳。本發(fā)明采用雙平行馬赫曾德爾調(diào)制器(DPMZM)和馬赫曾德爾強(qiáng)度調(diào)制器(頂)級(jí)聯(lián)的方案，通過(guò)調(diào)節(jié)級(jí)聯(lián)調(diào)制器的射頻幅值和直流偏置電壓，產(chǎn)生了 50線寬帶光學(xué)頻率梳，且功率超平坦。該方案產(chǎn)生的光梳線數(shù)較多且譜線間隔可調(diào)，對(duì)其在光通信領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展具有重要意義。
[0006]具體的說(shuō)，本發(fā)明通過(guò)級(jí)聯(lián)DPMZM和兩個(gè)IM，通過(guò)設(shè)置不同射頻幅值和直流偏置電壓，實(shí)現(xiàn)DPMZM輸出功率相等的±2階光邊帶，而兩個(gè)IM工作狀態(tài)相同，分別能夠產(chǎn)生5線平坦光梳，即IM產(chǎn)生的O階、±1階和±2階光邊帶功率相等。該方案中后一級(jí)調(diào)制器將前一級(jí)調(diào)制器產(chǎn)生的光邊帶分別當(dāng)作光源進(jìn)行調(diào)制，從而不斷增加光梳線數(shù)，最終產(chǎn)生50線平坦光學(xué)頻率梳，實(shí)現(xiàn)了頻譜的擴(kuò)展。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種寬帶光學(xué)頻率梳的產(chǎn)生方法，所述方法包括以下步驟:[0009]步驟一，所述激光器發(fā)出波長(zhǎng)為λ，角頻率為ω。，幅值為Ein的光波輸入到雙平行馬赫曾德爾調(diào)制器中；其中，注入光波的偏振方向經(jīng)所述偏振控制器調(diào)整，使之與雙平行馬赫曾德爾調(diào)制器的偏振方向一致；
[0010]步驟二，以頻率為f1;角頻率為ω i，幅值為Vkfi的射頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)雙平行馬赫曾德爾調(diào)制器的上臂子調(diào)制器MZ-a，其工作的直流偏置電壓為VDa=0，即工作在最大點(diǎn)，所產(chǎn)生的載波和±2階邊帶分別為:
[0011 ] E0 (t) =Einexp (j ω ct) J0 (Hi1),
[0012]E±2(t)=Einexp[j (ωct±2co J) HJ2(Iii1)；
[0013]步驟三，雙平行馬赫曾德爾調(diào)制器的下臂子調(diào)制器MZ-b不調(diào)制射頻信號(hào)，只設(shè)置其直流電壓Vdc2 ;并設(shè)置主調(diào)制器MZ-c直流電壓為V10=Vn，則上下臂子調(diào)制器輸出信號(hào)產(chǎn)生180°相移；其中，子調(diào)制器MZ-b輸出的光載波信號(hào)為:
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種寬帶光學(xué)頻率梳的產(chǎn)生方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: 步驟一，所述激光器發(fā)出波長(zhǎng)為λ，角頻率為ω。，幅值為Ein的光波輸入到雙平行馬赫曾德爾調(diào)制器中；其中，注入光波的偏振方向經(jīng)所述偏振控制器調(diào)整，使之與雙平行馬赫曾德爾調(diào)制器的偏振方向一致； 步驟二，以頻率為，角頻率為ω i，幅值為Vkfi的射頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)雙平行馬赫曾德爾調(diào)制器的上臂子調(diào)制器MZ-a，其工作的直流偏置電壓為Vio=O,即工作在最大點(diǎn)，所產(chǎn)生的載波和±2階邊帶分別為:

2.—種產(chǎn)生權(quán)利要求1所述的寬帶光學(xué)頻率梳的裝置，其特征在于，所述裝置包括由雙平行馬赫曾德爾調(diào)制器和兩個(gè)馬赫曾德爾強(qiáng)度調(diào)制器組成的級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述雙平行馬赫曾德爾調(diào)制器為雙驅(qū)動(dòng)端口。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生50線寬帶平坦光學(xué)頻率梳，且譜線間隔可調(diào)。
5.一種利用權(quán)利要求2所述的寬帶光學(xué)頻率梳產(chǎn)生裝置，可用于WDM和OFDM系統(tǒng)中作為多波長(zhǎng)光源，或者用來(lái)產(chǎn)生任意波形和超短光脈沖。
【文檔編號(hào)】G02F1/35GK103744249SQ201310750920
【公開日】2014年4月23日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】尚磊, 林貴斌, 文愛軍, 高永勝, 項(xiàng)水英, 張慧星, 林林 申請(qǐng)人:西安電子科技大學(xué)