專利名稱：高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的光量化器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微波光子學(xué)領(lǐng)域，更具體的說是用于模數(shù)轉(zhuǎn)換的高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的光量化器。
背景技術(shù)：
高速、高精度量化器是雷達(dá)、高性能計(jì)算、通信、高速儀器等領(lǐng)域必不可少的核心器件。隨著近年來信息技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的依靠電子學(xué)技術(shù)的量化器盡管一直在發(fā)展， 但由于其受限于帶寬低、比較器判決模糊等因素的限制，發(fā)展的非常緩慢，很難滿足需求。 光量化器較傳統(tǒng)的電學(xué)量化器有具有分辨率高、采樣速率快、穩(wěn)定性高、抗電磁干擾等有點(diǎn)，近幾年倍受關(guān)注。近年來提出了很多光量化器結(jié)構(gòu)，例如采用零色散光纖與反常色散光纖對實(shí)現(xiàn)光量化，利用非平衡馬赫-曾德爾調(diào)制器與濾波器陣列等。本發(fā)明提供了一種基于高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的光量化器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的光量化器， 其是利用高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性來實(shí)現(xiàn)一種用于高速、高精度模數(shù)轉(zhuǎn)換的光
里 4^ 1 ο為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種一種基于高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的高速光量化器，包括一高速微波電信號源；一采樣光源，該采樣光源接收高速微波電信號源的信號；—強(qiáng)度調(diào)制器，該強(qiáng)度調(diào)制器的輸入端與采樣光源的輸出端連接；一高速光電探測器，該高速光電探測器的輸入端與強(qiáng)度調(diào)制器的輸出端連接；一待測模擬微波信號源，該待測模擬微波信號源向強(qiáng)度調(diào)制器發(fā)送信號；一線性電放大器，該線性電放大器接收高速光電探測器的信號；一高速調(diào)制光發(fā)射器件，該高速調(diào)制光發(fā)射器件接收線性電放大器的信號；一波導(dǎo)陣列光柵，該波導(dǎo)陣列光柵的輸入端與高速調(diào)制光發(fā)射器件的輸出端連接；一并行高速光探測陣列，該并行高速光探測陣列的輸入端與波導(dǎo)陣列光柵的輸出端連接。其中采樣光源是級聯(lián)的激光器與強(qiáng)度調(diào)制器，或是高速鎖模激光器，或是基于增益開關(guān)的高速脈沖激光器。其中強(qiáng)度調(diào)制器是一個(gè)高消光比的鈮酸鋰強(qiáng)度調(diào)制器，其帶寬不小于采樣光源的帶寬。其中高速光電探測器的帶寬不小于采樣光源的帶寬。其中待測模擬微波信號源所發(fā)射微波信號的帶寬不大于采樣光源2帶寬的一半。
其中線性電放大器的帶寬不小于采樣光源的帶寬。其中高速調(diào)制光發(fā)射器件為直接調(diào)制分布反饋模擬激光器，或是級聯(lián)的激光器與電吸收調(diào)制器，或是級聯(lián)的激光器與鈮酸鋰強(qiáng)度調(diào)制器，他們的帶寬不小于采樣光源的帶
覓ο其中波導(dǎo)陣列光柵的信道間隔與高速微波電信號源的帶寬相等。其中并行高速光探測器陣列是集成器件，或是分立器件，其單個(gè)探測器單元的帶寬不小于采樣光源的帶寬。本發(fā)明的有益效果是此光量化器除具有一般光量化器的分辨率高、采樣速率快和穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)外，還具有結(jié)構(gòu)簡單、線性度高，易于集成等優(yōu)點(diǎn)。


為進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，其中圖1是本發(fā)明“高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的的光量化器”的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是高速調(diào)制光發(fā)射器件被微波信號調(diào)制后的輸出光譜示意圖。圖3是基于高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的光量化器各階光譜光功率的變化規(guī)律和量化示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種基于高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的高速光量化器，包括一高速微波電信號源1 ；一采樣光源2，該采樣光源2是級聯(lián)的激光器與強(qiáng)度調(diào)制器，或是高速鎖模激光器，或是基于增益開關(guān)的高速脈沖激光器，該采樣光源2接收高速微波電信號源1的信號；一強(qiáng)度調(diào)制器3，該強(qiáng)度調(diào)制器3的輸入端通過保偏光纖與采樣光源2的輸出端連接，該強(qiáng)度調(diào)制器3是一個(gè)高消光比的鈮酸鋰強(qiáng)度調(diào)制器，其帶寬不小于采樣光源2的帶寬；一高速光電探測器4，該高速光電探測器4的輸入端與強(qiáng)度調(diào)制器3的輸出端連接，該高速光電探測器4的帶寬不小于采樣光源2的帶寬；一待測模擬微波信號源5，該待測模擬微波信號源5向強(qiáng)度調(diào)制器3發(fā)送信號，通過強(qiáng)度調(diào)制器3，對光脈沖序列進(jìn)行強(qiáng)度調(diào)制，完成對該待測模擬微波信號源5輸出信號的采樣。該待測模擬微波信號源5所發(fā)射微波信號的帶寬不大于采樣光源2帶寬的一半；一線性電放大器6，該線性電放大器6接收高速光電探測器4的信號，通過調(diào)節(jié)該線性電放大器6的增益，調(diào)節(jié)輸入電脈沖序列的放大倍數(shù)。該線性電放大器6的帶寬不小于采樣光源2的帶寬；一高速調(diào)制光發(fā)射器件7，該高速調(diào)制光發(fā)射器件7接收線性電放大器6的信號， 該高速調(diào)制光發(fā)射器件7為直接調(diào)制分布反饋模擬激光器，或是級聯(lián)的激光器與電吸收調(diào)制器，或是級聯(lián)的激光器與鈮酸鋰強(qiáng)度調(diào)制器，他們的帶寬不小于采樣光源2的帶寬，當(dāng)一個(gè)頻率為&微波信號調(diào)制到高速調(diào)制光發(fā)射器件7上時(shí)，輸出的光譜示意圖如圖2所示， 在光載波的兩端會(huì)出現(xiàn)士 1階，士2階，…士η階邊帶，出現(xiàn)邊帶功率與調(diào)制信號的功率正相關(guān)。不同階的調(diào)制邊帶的間隔頻率為fm;一波導(dǎo)陣列光柵8，該波導(dǎo)陣列光柵8的輸入端與高速調(diào)制光發(fā)射器件7的輸出端連接，該波導(dǎo)陣列光柵8的信道間隔與高速微波電信號源1的帶寬相等，當(dāng)待測微波信號導(dǎo)致微波載波信號功率變化時(shí)，光載波被調(diào)制產(chǎn)生的各階邊帶光功率也隨之變化。選取-ι 至-4階邊帶為例，其功率隨信號功率的變化如圖3所示。選取一個(gè)功率點(diǎn)Pth作為判決功率。邊帶功率高于Pth則記為“1”，邊帶功率低于Pth則記為“0”。因此，當(dāng)信號功率在小于 P1時(shí)，"I至-4階邊帶功率均低于判決功率，其編碼為(0000)。當(dāng)信號功率在P1至P2之間時(shí)，-1階邊帶功率高于判決功率，而-2至-4階邊帶均低于判決功率，因此編碼為(1000)。 與此相同，信號功率在P2至&、P3至P4，和大于P4時(shí)，分別對應(yīng)(1100)、(1110)、(1111)；一并行高速光探測陣列9，該并行高速光探測陣列9的輸入端與波導(dǎo)陣列光柵8的輸出端連接，該并行高速光探測器陣列9是集成器件，或是分立器件，其單個(gè)探測器單元的帶寬不小于采樣光源2的帶寬。微波信號經(jīng)過該光量化器被采樣和量化，再經(jīng)過判決和編碼，完成模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)換。以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的高速光量化器，包括 一高速微波電信號源；一采樣光源，該采樣光源接收高速微波電信號源的信號； 一強(qiáng)度調(diào)制器，該強(qiáng)度調(diào)制器的輸入端與采樣光源的輸出端連接； 一高速光電探測器，該高速光電探測器的輸入端與強(qiáng)度調(diào)制器的輸出端連接； 一待測模擬微波信號源，該待測模擬微波信號源向強(qiáng)度調(diào)制器發(fā)送信號； 一線性電放大器，該線性電放大器接收高速光電探測器的信號； 一高速調(diào)制光發(fā)射器件，該高速調(diào)制光發(fā)射器件接收線性電放大器的信號； 一波導(dǎo)陣列光柵，該波導(dǎo)陣列光柵的輸入端與高速調(diào)制光發(fā)射器件的輸出端連接； 一并行高速光探測陣列，該并行高速光探測陣列的輸入端與波導(dǎo)陣列光柵的輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的光量化器，其中采樣光源是級聯(lián)的激光器與強(qiáng)度調(diào)制器，或是高速鎖模激光器，或是基于增 益開關(guān)的高速脈沖激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的光量化器，其中強(qiáng)度調(diào)制器是一個(gè)高消光比的鈮酸鋰強(qiáng)度調(diào)制器，其帶寬不小于采樣光源的帶寬。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的光量化器，其中高速光電探測器的帶寬不小于采樣光源的帶寬。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的光量化器，其中待測模擬微波信號源所發(fā)射微波信號的帶寬不大于采樣光源2帶寬的一半。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的光量化器，其中線性電放大器的帶寬不小于采樣光源的帶寬。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的光量化器，其中高速調(diào)制光發(fā)射器件為直接調(diào)制分布反饋模擬激光器，或是級聯(lián)的激光器與電吸收調(diào)制器，或是級聯(lián)的激光器與鈮酸鋰強(qiáng)度調(diào)制器，他們的帶寬不小于采樣光源的帶寬。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的光量化器，其中波導(dǎo)陣列光柵的信道間隔與高速微波電信號源的帶寬相等。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的光量化器，其中并行高速光探測器陣列是集成器件，或是分立器件，其單個(gè)探測器單元的帶寬不小于采樣光源的帶寬。
全文摘要
一種基于高速調(diào)制光發(fā)射器件非線性諧波特性的高速光量化器，包括一高速微波電信號源；一采樣光源，該采樣光源接收高速微波電信號源的信號；一強(qiáng)度調(diào)制器，該強(qiáng)度調(diào)制器的輸入端與采樣光源的輸出端連接；一高速光電探測器，該高速光電探測器的輸入端與強(qiáng)度調(diào)制器的輸出端連接；一待測模擬微波信號源，該待測模擬微波信號源向強(qiáng)度調(diào)制器發(fā)送信號；一線性電放大器，該線性電放大器接收高速光電探測器的信號；一高速調(diào)制光發(fā)射器件，該高速調(diào)制光發(fā)射器件接收線性電放大器的信號；一波導(dǎo)陣列光柵，該波導(dǎo)陣列光柵的輸入端與高速調(diào)制光發(fā)射器件的輸出端連接；一并行高速光探測陣列，該并行高速光探測陣列的輸入端與波導(dǎo)陣列光柵的輸出端連接。
文檔編號G02F1/35GK102436113SQ20111034344
公開日2012年5月2日 申請日期2011年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者劉建國, 王佳勝, 王禮賢, 祝寧華 申請人:中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所