[发明专利]基于非脉冲信号的线性光采样方法及系统

说明书

一种基于非脉冲信号的线性光采样方法及系统，通过非脉冲采样光信号对被采样光信号进行干涉采样后，得到具有射频载波的原始采样结果，对原始采样结果进行傅里叶变换后取高于噪声阈值的有限频率分量的复数与根据预测量生成的对应补偿信号相乘，代替原始采样结果频谱位置上的点，得到解调结果的频域表示，经傅里叶反变换后得到解调结果的时域复数表示：①取包络后恢复出被采样信号的强度，和/或②去除载波后恢复出相位，即被采样信号的相位。本发明以电光调制产生的电光梳作为采样信号，在摆脱了对锁模激光器和脉冲型采样信号的限制的同时能够显著提高测量的动态范围和信噪比，且成本远低于锁模激光器，具有更高的实用价值。

技术领域

本发明涉及的是一种光通信领域的技术，具体是一种基于非脉冲信号的线性光采样方法及系统。

背景技术

线性光采样技术使用超短脉冲作为采样光源，利用超短脉冲的门函数效应可以提供超高的时间分辨率，不需要借助非线性过程，没有功率要求且系统简单，已经被广泛应用在时分复用光信号、新型调制格式光信号和波分复用光信号的检测上。但线性光采样技术依赖高质量的采样脉冲，给系统带来了两个限制。一是需要锁模激光器作为采样光源，价格昂贵；二是脉冲光峰值功率很高，为保护检测器件必须限制功率，降低了测量的动态范围和信噪比。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于非脉冲信号的线性光采样方法及系统，以电光调制产生的电光梳作为采样信号，在摆脱了对锁模激光器和脉冲型采样信号的限制的同时能够显著提高测量的动态范围和信噪比，且成本远低于锁模激光器，具有更高的实用价值。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于非脉冲信号线性光系统的采样方法，通过非脉冲采样光信号对被采样光信号进行干涉采样后，得到具有射频载波的原始采样结果，对原始采样结果进行傅里叶变换后取高于噪声阈值的有限频率分量的复数与根据预测量生成的对应补偿信号相乘，代替原始采样结果频谱位置上的点，得到解调结果的频域表示，经傅里叶反变换后得到解调结果的时域复数表示：①取包络后恢复出被采样信号的强度，和/或②去除载波后恢复出相位，即被采样信号的相位。

所述的非脉冲采样光信号的频率分量为：被采样光信号的频率分量为：其中：f_s0和f_d0分别为光载波的中心频率，f_s和f_d为重复频率，和为对应频率分量的复系数。

所述的具有射频载波的原始采样结果为：其中：Δf₀＝f_d0-f_s0，Δf＝f_d-f_s可以分别被认为是原始采样结果的中心频率和重复频率，被采样信号的带宽和重复频率被压缩k倍，当采样信号是锁模激光器产生的超短脉冲时，为强度相同且相位为0的常数，被采样信号可以直接恢复。

所述的补偿信号，通过对非脉冲采样光信号进行基于锁模激光器的传统线性光采样技术得到，具体为：

所述的解调结果为

所述的非脉冲信号线性光系统包括：由微波源、电放大器和双驱动马赫增德尔调制器组成的光采样模块，该光采样模块与待采样信号通过50/50光纤耦合器进行相干采样，50/50光纤耦合器的输出端设有平衡光电探测器、数据采集卡和数据处理器构成的信号恢复模块，通过控制微波源输出频率使得采样信号的重复频率与被采样信号的重频频率之间存在Δf的频率差异，从而进行等效采样。

所述的频率差异为Δf＝f_d-f_s是非脉冲采样光信号重复频率和被采样光信号重复频率的差，该频率差与等效采样率成反比关系，与采样实际消耗的时间成正比关系。在被采样信号重复频率f_d一定的情况下，具体的可以通过控制光采样模块中微波源输出信号的频率f_s控制。