[发明专利]一种宽带高分辨率光谱响应测量方法

说明书

本发明提出了一种宽带高分辨率光谱响应测量系统及方法，属于光谱响应测量和微波光子学领域，用于解决现有方法测量范围窄、测量分辨率低和仅能测量带阻光器件的问题。具体技术方案为：细步进可调光源发出的光载波进入双平行马赫‑曾德尔调制器，细步进射频源结合微波90°耦合器得到两路射频信号，并分别输入上下两个子调制器，通过偏置控制电路调整偏置电压，产生载波抑制单边带信号。该信号通过50：50保偏耦合器分成上下两路光信号，上路通过待测器件后进入光电探测器；下路经过1:99保偏耦合器后，1％的信号作为反馈信息进入偏置控制电路，99％的信号进入光电探测器。控制与信号采集电路对输入的两路电信号进行平衡探测，从而得到待测器件的光谱响应。

技术领域

本发明提出了一种宽带高分辨率光谱响应测量方法，该方法属于光谱响应测量和微波光子学领域。

背景技术

随着我国电子对抗、雷达系统、卫星遥感、宽带无线通信及天文探测等应用领域的快速发展，对构建系统的光学器件特性的要求越来越高，相应地，对器件光谱响应的测量范围和测量精度的要求也越来越高。而现有技术的测量精度普遍偏低，以光学滤波器为例，对带宽极窄的光学器件，难以用现有技术进行测量，不能满足实际需求。

APEX公司研发了OCSA多功能光谱分析仪，分辨率可达20MHz；Aragon公司研发了BOSA 400型超高分辨率光谱分析仪，该仪器的分辨率可达到10MHz；LUNA公司基于光干涉法，研发了OVA5000系列光矢量分析仪，其测量分辨率能做到20MHz；南京航空航天大学课题组提出的一种基于微波光子技术的光矢量分析方法，并用该方法测量了3dB带宽为32MHz的光纤光栅的振幅响应和相位响应。但该方法也有测量范围窄和测量误差大的缺点，且利用该方法，仅能得到带阻光器件的光谱响应。

发明内容

为了解决现有方法测量范围窄、测量分辨率低和仅能测量带阻光器件的缺点，本发明提出了一种宽带高分辨率光谱响应测量方法。该方法可实现宽带、高分辨率光谱响应测量，且不仅能测量带阻光器件的光谱响应，还能测量带通光器件的光谱响应。

一种宽带高分辨率光谱响应测量方法基于一种宽带高分辨率光谱响应测量系统，包括细步进可调光源、细步进射频源、微波90°耦合器、双平行马赫-曾德尔调制器、50:50保偏耦合器、第一光电探测器、1:99保偏耦合器、偏置控制电路、第二光电探测器和控制与信号采集电路。

所述细步进可调光源、双平行马赫-曾德尔调制器、50:50保偏耦合器和第一光电探测器依次通过光纤连接。

所述细步进射频源、微波90°耦合器和双平行马赫-曾德尔调制器依次通过射频线缆连接。

所述50:50保偏耦合器、1:99保偏耦合器和第二光电探测器通过光纤连接。

所述1:99保偏耦合器和偏置控制电路通过光纤连接，为偏置控制电路提供反馈信息；所述偏置控制电路与双平行马赫-曾德尔调制器通过电缆连接。

所述第一光电探测器、第二光电探测器和控制与信号采集电路通过电缆连接。

所述控制与信号采集电路、细步进可调光源、细步进射频源和偏置控制电路通过电缆连接。

一种宽带高分辨率光谱响应测量方法，过程如下：