多种调制格式微波信号的光学产生方案

提出了一种基于偏振调制器（PolM）和Sagnac环级联的多调制格式微波信号的光学产生方案。理论分析了PolM在基带编码信号的驱动下产生偏振键控（PolSK）信号的基本原理,Sagnac环中嵌有两个马赫增德尔调制器（MZM）,分别对顺时针和逆时针传输的PolSK信号进行独立调制。通过合理调整两个MZM的驱动信号,实现了幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）微波信号的产生。在仿真实验中,产生了比特率为2 Gbit/s的40 GHz ASK信号、20/40 GHz FSK信号和20 GHz PSK信号,同时验证了比特率和载波频率的宽带可调谐性。Sagnac环结构提升了系统的稳定性,并且针对每种调制格式的微波信号,在不改变链路结构的情况下其比特率和载波频率都可以通过控制基带编码信号和MZM的射频驱动来进行独立且灵活的调谐。     

基于三频光外差法产生毫米波的研究

将三频光外差法运用到光纤无线系统(Radio-over-Fiber)中,研究了一种采用三频光外差法产生毫米波的RoF系统.在中心站产生三路不同波长的窄线宽光波,其中两路光波分别由光调制器调制上数据信号,另外一路作为本振光.经光纤传输后,再通过基站光探测器的探测混频产生两个不同频率的毫米波信号.结果表明,采用三束波长为1549.68nm、1549.52nm和1550nm的光波可产生两路分别携带10Gb/s下行基带数字信号的频率为40GHz和60GHz的毫米波,并实现基带信号在单模光纤中 20□的传输.     

液晶器件扭曲角与光延迟的光学外差法测试技术理论研究

将光学外差法应用于液晶器件扭曲角与光延迟的测试,提出了测试系统的光路简图,推导出了外差式测试方程,并对此方程进行了数值模拟与分析。此方法将液晶层的相位差转化为光学拍频信号的相位,由传统方法的测量光强转为测量拍频信号的相位差,能克服传统方法的缺点,因此具有较高的精度与抗干扰性。     

基于三波长掺铒光纤激光的微波信号产生方案

提出并实现了一种基于光外差的微波信号产生方案。理论上详细分析了光外差法产生微波的机理,利用刻写在掺铒保偏光纤上的FBG对构成的线形腔激光器实现了稳定的多波长激光输出,通过调整偏振控制器,改变输出激光的偏振状态,实现了不同偏振状态的激光输出,通过拍频效应得到10.5 GHz,21.2 GHz和31.8 GHz的微波信号。此外,通过调整偏振控制器,还可以实现微波信号在不同频率间的转换。这一方案结构简单,使用灵活,具有良好的实用性。     

光外差法测量光探测器频率响应的系统校准

通过实验证明了光外差法测量光探测器频率响应特性的一种校准方法的有效性.首先根据光外差法的基本原理详细推导了光探测器频率响应的表达式.发现了激光器调谐过程中的输出不稳定性是影响光外差法测量光探测器频率响应特性结果准确性的主要原因.激光器的输出不稳定性主要表现在输出光的偏振方向、光功率以及光谱不稳定造成的拍频信号线宽变化.实验对两个3dB带宽分别为10GHz和50GHz的探测器进行测量,逐一比较了采用与没有采用相应校准方法的结果,验证了该校准方法的有效性.     

CO2激光脉冲外差信号偏振匹配研究

设计一个CO2激光脉冲外差中的脉冲信号光和连续本振光偏振匹配研究实验，从理论和实验上，分析了偏振态匹配程度对脉冲外差信号的影响，当两束光严重失配时，不仅降低脉冲外差效率，而且还将导致激光脉冲畸变，产生很强的连续波外差背景噪声，抑制脉宽内外差信号。     

基于外差解调的偏振分集接收技术的研究

利用三态偏振分集求平方和的方法解决基于外差解调算法的干涉型光纤传感系统中偏振衰落问题。首先理论分析了偏振分集接收的基本原理,并推导了三态偏振分集平方和法在外差解调系统中的可行性,然后制作了无偏振补偿的光栅型水听器单元进行验证,理论仿真与实验结果表明采用三态偏振分集平方和法可以有效抑制传感单元内的偏振衰落现象,为新型的光栅干涉型传感系统的实用化提供解决方案。     

基于光外差技术的ROF系统传输特性研究

随着多媒体技术的迅猛发展,人们对信息需求量的不断增加,目前的无线频谱资源已经无法满足人们的需求。利用ROF(光纤无线电)技术进行通信,能为系统提供更大的容量,ROF技术必将在未来网络融合中发挥巨大的作用。在基于光外差技术的ROF系统传输链路上分析了随着传输光纤的距离的变化,在接收端产生的毫米波信号的变化。在发射端主、从激光器频率差改变的情况下,接收端产生的毫米波信号的变化。     

光束准直性对星间相干光通信外差效率的影响

以本振光为高斯光,信号光为艾里斑分布为前提,建立了空间相干光通信系统外差效率的理论模型.分别在信号光垂直入射和存在角失配入射的情况下,对外差效率进行了仿真分析.结果表明,当光敏感面半径与高斯光束腰半径之比为1.53,且高斯光束腰半径与系统F数之比为0.8时,能得到最佳的外差效率为83.3%;信号光与本振光在光敏感面混频时的非准直对外差效率的影响较大,随着失配角的增大外差效率逐渐降低,几毫弧度的失配将使外差效率减小到50%以下.     

无线光外差检测系统影响因素及关键技术研究

光外差检测能提高无线激光通信系统的光电检测灵敏度,可以增大通信距离,并且能够采用多种调制方式。提出了一种基于副载波调制的无线光外差检测系统,重点对大气信道对外差系统的影响因素进行了分析。着重研究了偏振状态和波前修正联合控制、载波恢复、同态滤波等关键技术,以克服大气散射和大气湍流对外差检测系统的影响。最后介绍了无线光外差检测的实验系统,为无线激光通信外差检测技术提供理论依据和实验基础。     

激光外差对不合作目标的探测研究

利用激光外差探测原理实现综合孔径激光雷达探测越来越受到关注.文中通过二极管泵浦固体激光外差探测实验,实现了实验平台上接受目标反射微弱回波信号的外差探测,并进一步实现了对表面粗糙的若干漫反射目标,即不合作目标的外差探测.总结了实现激光外差探测应用于综合孔径激光雷达领域的必要条件.     

光外差平衡检测与本振光强度噪声抑制研究

对LD泵浦固体连续激光器强度噪声的来源与特征及光外差平衡接收技术进行了介绍。重点分析了平衡探测器两臂的幅度失配及相对传播时延对信号检测与噪声抑制的影响,最后进行了数值计算。结果表明,平衡探测器抑制强度噪声中的宽带噪声时,必须进行严格的相对延时控制。对于f^{_{-3 dB}}=884 MHz的幅度匹配平衡探测器,抑制宽带噪声30 dB的相对延时必须控制在55.3 ps以内。     

湍流大气中光外差接收中频信号电流几率分布特性

给出晴空大气湍流中光外差接收系统接收中频信号电流几率密度函数的表达式。分析了光外差系统在本振散粒噪声限下,中频信号振幅为对数正态分布,相位为高斯相位扰动时,中频信号电流的几率分布特性,并进行了数值计算。     

基于外差解调的分布式光纤传感系统设计

提出了一种基于双脉冲外差解调的分布式光纤传感系统。从理论上分析了系统的传感原理及信号解调方法。根据系统结构及原理,搭建了双脉冲外差分布式光纤传感实验系统,并进行了初步的实验研究。实验结果表明,在传感距离为300m的情况下可以将末端施加的干扰信号解调出来。     

光外差测量在无损探伤中的相位匹配

在光外差测量中，信号光与本振光的光程差、探测器的相对位置、探测器光敏面相对于激光光斑的大小和聚焦透镜的焦距，对系统的外差效率都有重要影响。针对光学外差无损探伤应用，计算分析了这4个因素对外差效率的影响。对外差效率的数值计算表明：系统外差效率随着光程差的增大而降低，探测器位置不同，此下降趋势不同；探测器相对位置和探测器光敏面大小则具有最佳值；聚焦透镜对外差效率有很大的影响，其焦距只能在一个很窄的范围内选择，被测目标物体与测量系统中透镜的距离越近，此选择范围越窄。根据理论计算所设计的超声外差探伤系统，外差效率可达0．965。系统用于由脉冲激励超声工件的内部探伤，观察到距离1555mm处钢管微小裂缝的超声反射信号。     

光学微腔在微波光子雷达系统中的应用

微波光子雷达通过光子技术辅助可突破传统电子技术瓶颈,实现光子系统集成化是未来微波光子雷达的必然发展趋势。具有超高品质因子的光学微腔得益于其独特的线性和非线性光学特性,可在极小的体积内实现宽带微波信号的光域调控,是集成微波光子雷达系统的关键核心元件,在微波光子滤波、光生微波信号、光子辅助信道化接收和光控波束形成等系统功能单元中都具有重要的应用价值,并且在未来太赫兹雷达、激光雷达等系统中也具有广阔的应用前景。