[发明专利]一种基于双电极马赫曾德调制器的三角形光脉冲发生装置

说明书

技术领域

本发明涉及光电子器件、微波光子学、全光数据处理领域，具体地讲是一种基于双电极马赫曾德调制器的三角形光脉冲发生装置。

背景技术

三角形(Triangular-shaped)脉冲，顾名思义，是具有三角形包络的一种特殊的时域脉冲，相比于传统的方波(Rectangular-shaped)脉冲，三角形脉冲在时域范围内，具有线性的上升沿和下降沿，频域范围内，能量集中于低频，高频分量下降快。基于上述特点，三角形脉冲在数据处理、系统测试、时钟提取和成像显示等诸多领域都具有很强的应用价值。随着全光网络技术的逐步推演，具有三角形包络的光学脉冲，也逐渐发挥作用，目前，三角形光脉冲已经在全光数据处理技术中扮演着重要的角色。然而，为获得三角形光脉冲，目前国际上主要采用光学脉冲整形的方法，其主要原理是首先将高斯光脉冲通过一段频谱整形设备，直接获得具有三角形包络的频谱，然后利用一段色散介质将频谱包络映射到时域波形，从而获得三角形光脉冲。从其生成的角度来说，方案需要稳定的锁模脉冲激光器，价格非常昂贵，购置高重复频率、窄脉冲宽度的锁模脉冲激光器通常都需要数万美金，从节约成本的角度考虑，需要研究更为廉价的三角形光脉冲发生器。

发明内容

本发明是提供成本低的一种基于双电极马赫曾德调制器的三角形光脉冲发生装置。与传统的生成方法不同，本装置以连续波激光器为基本单元，利用双电极马赫曾德调制器工作于最小传输点时，输出光信号类似于脉冲形式，随后利用色散光纤中的色散所致强度衰减效应，对光脉冲进行整形，调节装置的参数，获得了具有高重复频率的三角形光脉冲，由于目前调制器的工作频率可达到40GHz，本装置能够产生重复频率80GHz三角形光脉冲。本装置仅采用廉价的连续波激光器为光源，从而极大得降低成本，使得本装置具有很高的商用价值。

本发明的技术方案：

一种基于双电极马赫曾德调制器的三角形光脉冲发生装置，该装置包括：连续波激光器、双平行马赫曾德调制器、正弦波本地振荡器、180度功分器、偏置电压源、色散光纤。具体连接方式为：

连续波激光器的光输出端接双平行马赫曾德调制器的光输入端，第一正弦波本地振荡器的电输出端接180度功分器的电输入端，180度功分器的180度电输出端口接双平行马赫曾德调制器的第一电驱动端口，180度功分器的0度电输出端口接双平行马赫曾德调制器的第二电驱动端口，偏置电压源的电输出端接双平行马赫曾德调制器的电压偏置端口，双平行马赫曾德调制器的光输出端接色散光纤的一端；＝4V

调节偏置电压源的输出电压V_bias，使V_bias＝V_π＝4V，将双平行马赫曾德调制器偏置于最小传输点，其中V_π为双平行马赫曾德调制器的半波电压。

调节正弦波本地振荡器输出的正弦信号峰峰值幅度V_p-p＝8.2829V，从而设定调制系数m=πVp-p22Vπ=2.3.]]>

调节色散光纤的总色散量β₂L，其中β₂为色散系数，L为色散光纤的长度，并满足其中f为正弦波本地振荡器输出正弦信号，其频率为1GHz≤f≤40GHz。

经过上述调节后，色散光纤输出为三角形光脉冲，重复频率为F＝2f。

本发明的具体工作原理如下：

由连续波激光器输出的光信号表达式为：

E₀(t)＝E₀exp(jω₀t)                           (1)

其中E₀为光信号幅度，ω₀为中心角频率，然后光信号经双平行马赫曾德调制器调制后，输出光信号表达式为(双平行马赫曾德调制器消光比近似无穷)：