[发明专利]一种光单边带偏振调制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种光单边带调制方法，尤其涉及一种光单边带偏振调制方法及装置，属于光电调制、微波光子学技术领域。

背景技术

光单边带（Optical Single Sideband,OSSB）调制作为一种重要的电光调制技术，在光载无线通信（Radio over Fiber,ROF）、高精度光子器件测量、波长变换、微波光子信号处理等领域发挥着重要的作用。典型的光单边带调制有光单边带强度调制，即利用一个光陷波滤波器滤除光双边带强度调制信号中的一个一阶边带得到光单边带强度调制信号，也可以利用一个光单边带强度调制器得到光单边带强度调制信号。常见的光陷波滤波器主要有光纤布拉格光栅、阵列波导光栅及基于受激布里渊散射实现的滤波器等；常见的光单边带调制器有双驱动马赫曾德尔调制器和双平行马赫曾德尔调制器等。然而光单边带强度调制信号仅利用光信号的幅度携带信息，光的其他维度则闲置，对于如今信息膨胀的社会，亟需进一步拓展光谱的利用率，提高光单边带的应用领域及应用灵活度，因而另一典型的光单边带调制方式——光单边带偏振调制被提出。光单边带偏振调制具有光单边带强度调制所具有的所有特性，特殊的是光单边带偏振调制在光的两垂直偏振态上同时实现了光单边带调制，且两偏振态具有互补的相位调制特性。光单边带偏振调制在编码信号产生，超宽带信号产生以及微波光子信号处理方面具有应用。目前实现光单边带偏振调制的方法只有滤波法，即利用一个光滤波器滤除一个光双边带偏振调制信号的一个一阶边带实现，该光双边带偏振调制信号由一个电信号驱动一个光偏振调制器得到。此种方法的缺点十分明显，若使用大带宽的光陷波滤波器，则会影响到周围边带的幅度，若使用小带宽滤波器则存在抑制深度较低的问题；同时光滤波器很难做到斜率很陡峭，因而很难在其他边带不受影响的情况下实现小频率调制信号的单边带滤波，从而限制系统工作带宽的下限；此外，此种方法对波长具有选择性，使得系统的可调谐性能差，并且光源通常存在着波长漂移的问题，此时若系统对波长具有选择性，则会影响系统整体的稳定性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有光单边带偏振调制技术所存在的波长相关，滤波器通带斜率不够陡峭导致的带宽受限及可调谐性差等问题，提供一种光单边带偏振调制方法及装置，不但能够在两正交偏振态上同时实现具有互补相位调制的光单边带调制，而且具有波长不相关，带宽大，频率可调谐等优点。

本发明的光单边带偏振调制方法，将微波源输出的微波信号分为两路正交的微波信号，并利用偏振调制的方式将其中一路微波信号调制于线偏振光载波上，生成初始偏振调制信号；将初始偏振调制信号的偏振态旋转45°后，利用偏振调制的方式将另外一路微波信号调制于偏振方向旋转后的初始偏振调制信号上，得到最终的光单边带偏振调制信号。

本发明的光单边带偏振调制装置包括沿光路方向依次连接的线偏振光源、第一偏振调制器、偏振控制器、第二偏振调制器，以及微波源、90度微波电桥；微波源的输出端与90度微波电桥的输入端连接，90度微波电桥的两个输出端分别与第一偏振调制器的驱动信号输入端以及第二偏振调制器的驱动信号输入端连接；所述偏振控制器可将输入光的偏振态旋转45°后输出。

优选地，所述第一偏振调制器与第二偏振调制器具有相同的偏振调制系数。

进一步地，所述光单边带偏振调制装置还包括可使第一偏振调制器、第二偏振调制器的驱动信号幅值相同的信号幅值调节装置。

所述90度微波电桥优选宽带90度微波电桥，所述第一偏振调制器、第二偏振调制器优选宽带偏振调制器，所述微波源优选宽带微波扫频源，从而可在大带宽范围内实现光单边带偏振调制。

相比现有技术，本发明具有如下以下有益效果：

本发明对光载波波长无选择性，能够实现宽带快速的单边带扫频，还突破了传统强度光单边带强度调制的局限，在两正交偏振态上同时实现了具有互补相位调制的光单边带调制；利用该特性即可实现功率不相关的360度微波光子移相器，在微波光子信号处理领域具有极其重要的作用；

本发明对色散不敏感，能够显著提高长距离的传输性能。

附图说明

图1为本发明光单边带偏振调制装置的结构原理示意图；

图2（a）为仿真得到的光单边带偏振调制信号的光谱图；图2（b）为本发明装置得到的光单边带偏振调制信号的光谱图；

图3为本发明装置实现的光单边带偏振调制信号对应于不同驱动信号频率的调谐光谱图；