超高速光采樣時(shí)鐘的多通道失配測量方法及測量補(bǔ)償裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超高速時(shí)間-波長交織光脈沖序列通道失配測量和補(bǔ)償方法，包括待測超高速時(shí)間-波長交織光脈沖產(chǎn)生模塊，光頻譜測量模塊，電頻譜測量模塊以及數(shù)據(jù)分析與處理模塊。本發(fā)明通過對超高速時(shí)間-波長交織光脈沖序列的頻域測量與分析，得到了各個(gè)通道脈沖序列的失配信息，克服了通過示波器進(jìn)行時(shí)域觀測方法中采樣率不足的瓶頸。本發(fā)明得到的通道失配信息可進(jìn)一步作為超高速時(shí)間-波長交織光脈沖序列通道失配補(bǔ)償和校正的依據(jù)。
【專利說明】超高速光采樣時(shí)鐘的多通道失配測量方法及測量補(bǔ)償裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光信息處理【技術(shù)領(lǐng)域】的方法，具體是超高速光采樣時(shí)鐘的通道失 配測量及補(bǔ)償方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來光學(xué)模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)（PADC)發(fā)展迅速并成為目前光電子領(lǐng)域的一大研究 熱門。由于PADC的性能很大程度上依賴于其采樣時(shí)鐘的性能，因此如何產(chǎn)生高速且穩(wěn)定 的光脈沖序列作為采樣時(shí)鐘成為這一領(lǐng)域的重要課題。作為一種實(shí)現(xiàn)超高重復(fù)頻率光 脈沖序列的有效方法，時(shí)間 _波長交織（Clark T R, Kang J U，Esman R D. Performance of a time-and wavelength-interleaved photonic sampler for analog-digital conversion[J]· Photonics Technology Letters, IEEE, 1999, 11 (9) :1168-1170.)能夠充 分發(fā)揮鎖模激光器的低抖動(dòng)特點(diǎn)，同時(shí)還可以利用重復(fù)頻率高和頻譜寬等優(yōu)勢產(chǎn)生穩(wěn)定的 超高速光脈沖序列。因此，時(shí)間-波長交織成為超高速光采樣時(shí)鐘產(chǎn)生的常用方法之一。
[0003] 對于時(shí)間-波長交織方法產(chǎn)生的超高速光采樣時(shí)鐘，其各通道在延時(shí)、幅度以及 脈沖形狀方面均存在一定程度的失配。在實(shí)際系統(tǒng)中，一般在每個(gè)通道中接入可調(diào)光延時(shí) 線和可調(diào)光衰減器進(jìn)行延時(shí)和幅度失配的調(diào)節(jié)（鄒衛(wèi)文，李杏，等.一種超高速光學(xué)數(shù)模 轉(zhuǎn)換方法和裝置：中國，201410065510. 7[P]. 2014)。對于通道失配的補(bǔ)償，我們需要在實(shí) 驗(yàn)中對各個(gè)通道中的脈沖序列進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，根據(jù)測得的幅值和時(shí)延信息對可調(diào)光延時(shí)線 和可調(diào)光衰減器進(jìn)行調(diào)節(jié)從而實(shí)現(xiàn)通道間的匹配。對于較低重復(fù)頻率的光脈沖序列，我們 可以簡單地通過示波器進(jìn)行時(shí)域觀測以獲得幅值和時(shí)延信息。然而對于超高速光脈沖序 列，其時(shí)域測量因示波器采樣率限制無法實(shí)施。因此，我們必須尋求其他方法對超高速時(shí) 間-波長交織光脈沖序列的通道失配現(xiàn)象進(jìn)行測量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種超高速光采樣時(shí)鐘的多通道失 配測量方法及測量補(bǔ)償裝置，采用光頻譜分析儀和電頻譜分析儀分別對脈沖序列的光頻譜 和射頻譜進(jìn)行測量，通過對測得的頻域信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析得出各通道的失配情況，并進(jìn)一 步用于失配的有效補(bǔ)償。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)原理如下：
[0006] 對于通道總數(shù)為M，采樣周期為Ts時(shí)間-波長交織脈沖序列，其每一通道中脈沖序 列的時(shí)域表達(dá)式為：
[0007]

【權(quán)利要求】
1. 一種超高速光采樣時(shí)鐘的多通道失配測量方法，其特征在于，該方法包括如下步 驟： 步驟1、利用1X2光纖耦合器（2)將待測多通道光脈沖信號序列分為2路，一路多通 道光脈沖信號序列輸入至光譜分析儀（3-1)，另一路將多通道光脈沖信號序列通過光電探 測器（4-1)和輸入至電頻譜分析儀（4-2)，所述的光譜分析儀（3-1)和電頻譜分析儀（4-2) 將輸入信號的測量結(jié)果分別輸出至數(shù)據(jù)分析與處理模塊（5); 步驟2、計(jì)算各通道中的幅值ak，k = 1，2,…，Μ，Μ為通道總數(shù)，公式如下：
(17) 其中，Ek(f)為第k通道中光頻譜儀測得的光頻譜； 計(jì)算各通道中的運(yùn)（/)，其為uk(t)的傅里葉變換，uk(t)為第k通道中脈沖的歸一化 波形，公式如下：
(18) 步驟3、計(jì)算延時(shí)誤差Tk，公式如下：
(19) 其中Ck，k = 1，2,…，Μ為電頻譜儀測得的Μ個(gè)頻譜峰值，Pk為射頻譜在[0，fs]區(qū)間上 Μ個(gè)峰：
(20) 其中，Μ為通道總數(shù)，Ts為采樣周期，fs = 1/TS，RPD為光電探測器的響應(yīng)度。
2. -種超高速光采樣時(shí)鐘的多通道失配測量補(bǔ)償裝置，其特征在于，包括1 X 2光纖耦 合器（2)、光譜分析儀（3-1)、光電探測器（4-1)、電頻譜分析儀（4-2)、數(shù)據(jù)分析與處理模塊 (5)和驅(qū)動(dòng)反饋模塊（11); 所述的1X2光纖耦合器（2)的輸入端與具有可調(diào)光纖延遲線（1-3)與可調(diào)光功率衰 減器（1-4)的待測超高速時(shí)間-波長交織光脈沖產(chǎn)生模塊（1)的輸出端相連，該1X2光纖 耦合器（2)將待測多通道光脈沖序列分為2路，一路與光譜分析儀（3-1)的輸入端連接，另 一路依次連接光電探測器（4-1)和電頻譜分析儀（4-2)，所述的光譜分析儀（3-1)和電頻譜 分析儀（4-2)輸出端分別與數(shù)據(jù)分析與處理模塊（5)的輸入端相連，該數(shù)據(jù)分析與處理模 塊（5)的輸出端與所述的驅(qū)動(dòng)反饋模塊（11)的輸入端相連，該驅(qū)動(dòng)反饋模塊（11)的輸出 端分別連接所述的可調(diào)光纖延遲線（1-3)和可調(diào)光功率衰減器（1-4)。
【文檔編號】G01J11/00GK104296884SQ201410567490
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年10月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月22日
【發(fā)明者】鄒衛(wèi)文, 楊光, 張華杰, 陳建平 申請人:上海交通大學(xué)