1.一種超快射頻頻譜測量方法,其特征在于,包括以下步驟:
A、第一路超短光脈沖經色散Φ1充分展寬以實現(xiàn)時域傅里葉變換,得到其時域光譜;
B、待測射頻信號通過強度調制加載到所述時域光譜上;
C、被調制后的時域光譜通過色散Φ2壓縮實現(xiàn)時域反傅里葉變換,得到時域攜帶待測射頻信號頻譜信息的超快光信號;
D、時域攜帶待測射頻信號頻譜信息的超快光信號通過時域透鏡成像系統(tǒng)進行時域拉伸得到其低速的“像”;
E、將所得低速光信號轉變?yōu)殡娦盘柡蠼浶?、定標恢復出待測射頻信號的頻譜;
其中步驟D具體包括如下步驟:
D1、時域攜帶待測射頻信號頻譜信息的超快光信號經過一定的色散作用進行發(fā)散,色散大小Φin為時域透鏡成像系統(tǒng)的“物距”;
D2、對發(fā)散后的光信號加載時間上的二次相位調制實現(xiàn)時域透鏡功能,所述時域透鏡的“焦距”為Φf;
D3、攜帶時間二次相位的光信號通過一定的色散作用使之壓縮得到步驟D所述超快光信號的低速的“像”,色散大小Φout為時域透鏡成像系統(tǒng)的“像距”。
2.根據(jù)權利要求1所述的超快射頻頻譜測量方法,其特征在于:所述步驟A中的色散量Φ1與步驟C中的色散量Φ2精確匹配,即Φ1=-Φ2。
3.根據(jù)權利要求1所述的超快射頻頻譜測量方法,其特征在于:所述步驟D2中加載二次相位,也即實現(xiàn)時域透鏡功能的方法選用相位調制器和光學非線性過程兩種。
4.根據(jù)權利要求1所述的超快射頻頻譜測量方法,其特征在于:所述步驟D中的時域透鏡成像系統(tǒng),其“物距”Φin、“焦距”Φf、“像距”Φout之間根據(jù)加載二次相位的方式需滿足一定的成像關系。
5.一種超快射頻頻譜測量系統(tǒng),其特征在于:包括第一脈沖光源,第一色散補償光纖,MZ強度調制器,第一單模光纖,時域透鏡放大系統(tǒng),光電探測器,實時示波器;
所述第一脈沖光源,用于產生脈寬小于1ps的超短脈沖序列;
所述第一色散補償光纖,用于將超短脈沖充分展開以實現(xiàn)時域傅里葉變換;
所述MZ強度調制器,用于將待測射頻信號加載到光信號上;
所述第一單模光纖,用于對調制后的光信號進行色散壓縮,實現(xiàn)傅里葉反變換;
所述時域透鏡放大系統(tǒng),用于對超快光信號進行時域拉伸以適合于光電探測器直接探測;
所述光電探測器,用于將輸出的光信號強度包絡轉換為電信號;
所述實時示波器,用于對光電探測器輸出的電信號進行采樣和模數(shù)轉換得到數(shù)字信號,并實時顯示;
其中,所述時域透鏡放大系統(tǒng)包括第二單模光纖,第二脈沖光源,第三單模光纖,WDM耦合器,高非線性光纖,光濾波器,第二色散補償光纖;
所述第二單模光纖,用于對輸入光信號進行色散作用,形成探測光;
所述第二脈沖光源,用于產生超短脈沖序列作為初始泵浦脈沖,脈沖重復頻率與第一脈沖光源同步;
所述第三單模光纖,用于對初始泵浦脈沖進行色散作用,使其攜帶二次相位,形成泵浦脈沖;
所述WDM耦合器,用于將探測光和泵浦光耦合到一起;
所述高非線性光纖,用于為探測光和泵浦光之間的非線性參量混頻過程提供非線性介質;
所述光濾波器,用于將非線性參量混頻過程中產生的閑頻光濾出;
所述第二色散補償光纖,用于壓縮閑頻光,得到輸入光信號的“放大像”。
6.根據(jù)權利要求5所述的超快射頻頻譜測量系統(tǒng),其特征在于:所述第一色散補償光纖和第一單模光纖的色散量大小相等。
7.根據(jù)權利要求5所述的基于全光傅里葉變換及時域放大的超快射頻頻譜測量系統(tǒng),其特征在于:所述時域透鏡放大系統(tǒng)通過非線性四波混頻過程來實現(xiàn)時域透鏡功能;時域透鏡的“焦距”為第三單模光纖的色散量Φp的一半,即Φf=Φp/2,其與第二單模光纖的色散量Φin以及第二色散補償光纖的色散量Φout滿足成像關系:時域透鏡放大系統(tǒng)的“放大倍數(shù)”足夠大,使得其輸出信號在光探測器帶寬范圍內,從而被準確測量。
8.根據(jù)權利要求5所述的超快射頻頻譜測量系統(tǒng),其特征在于:所述第一脈沖光源與第二脈沖光源由同一寬譜脈沖激光器進行濾波產生。
9.根據(jù)權利要求5所述的超快射頻頻譜測量系統(tǒng),其特征在于:所述第一單模光纖和第二單模光纖合并在一起。
10.根據(jù)權利要求5所述的超快射頻頻譜測量系統(tǒng),其特征在于:所述光探測器為一般商用光探測器,所述實時示波器為實時連續(xù)采集模式。