等幅均匀复用OTDM信号的单路和群路时钟提取

提出了针对等幅均匀复用的光时分复用信号进行全光时钟提取的一种新方案,理论上分析了该方案的可行性,并给出了各次谐波时钟频率分量大小的表达式.实验上利用该方案成功地从等幅均匀复用的8×2.5 GHz信号中提取出了2.5 GHz单路时钟和20 GHz群路时钟光脉冲.此技术可应用于高速OTDM信号的时钟提取.     

基于受激布里渊散射的光子辅助瞬时测频方案

提出了一种瞬时多频率微波信号测量方案,采用单个激光源,将待测微波信号调制的光载波作为泵浦光,利用波分复用形成多路结构,同时与分路后的光频梳一一对应送入色散位移光纤,利用受激布里渊散射原理实现频率到空间的映射,通过监测相应通道输出光信号强度的变化,即可判断待测微波信号的频率.在仿真实验中,分别对0～25 GHz范围内的单...     

基于光纤参量环形镜的光毫米波副载波产生

提出并验证了一种基于光纤参量环形镜(OPLM)和光纤光栅(FBG)的60GHz光毫米波副载波产生方案。理论上分析了OPLM的原理特性,发现可以利用OPLM同时完成光子微波信号的高次谐波产生和抽运滤波,直接获得光毫米波副载波信号。在实验验证中,从5GHz的基频信号出发,通过调制非线性和OPLM中的四波混频和滤波过程,完成高次谐波产生和抽运分离,成功得到60GHz的光毫米波副载波信号,表现出良好的性能。     

基于光注入Fabry-Perot半导体激光器实现同步全光分路时钟提取与波长转换

提出了一种利用Fabry-Perot（FP）半导体激光器同步提取波长转换的分路光时钟的新方法,并对该方法进行了数值模拟和实验验证.光注入半导体激光器会产生非线性单周期振荡特性,利用交叉增益调制效应及对单周期振荡的微波锁频效应,可从光时分复用信号中提取出波长转换的分路光时钟.采用一个FP半导体激光器作为全光分路时钟提取及波长转换器,数值模拟实现了从波长为1555 nm、速率为2×20 Gb/s的光时分复用信号中提取出波长转换为1550 nm、重复频率为20 GHz的分路光时钟,实验完成了从波长为155024 nm、重复频率为1236 GHz光脉冲信号中提取出相位噪声为-105 dBc/Hz的波长为154591 nm、重复频率618 GHz的分频光时钟.此外还详细研究了注入光功率、波长失谐、FP激光器偏置电流及纵模选择对光时钟提取的影响,实验结果和数值模拟结果符合.该方法在光时分复用混合波分复用通信系统中实现全光解复用及波长路由有着重要的应用价值. 关键词： 波长转换 时钟提取 光注入 非线性动力学     

基于垂直阵模态分解的低频水声信号盲解卷处理研究

研究了基于人工时反处理的水声信号盲解卷方法,并在此基础上提出了一种基于简正波模态分解的低频水声信号的盲解卷处理方法。该方法适用于浅海波导中垂直阵接收的远程低频水声信号的盲解卷处理。该方法首先从浅海中垂直阵接收的信号中提取(估计)出波导中传播的简正波模态函数信息,然后,根据估计的模态函数信息通过模态滤波来实现水声信道盲解卷处理。针对典型的浅海波导环境,进行了计算机仿真试验,结果表明:(1)远程低频条件下,模态分解方法可以从垂直阵接收的信号中提取出波导中有效传播的模态函数信息,因此这种方法解决了目前人工时反处理方法需要准确的模态函数先验信息的问题;(2)在一定带宽条件下,接收信号信噪比较低时,本文给出的这种基于模态滤波的盲解卷方法比人工时反处理具有更好的解卷性能。     

基于注入锁模激光器的40 Gb/s全光时钟提取

利用注入锁模光纤激光器进行时钟提取实验,成功地从40Gb／s伪随机码信号中提取出了40GHz时钟信号。实验中,在注入信号进入环形腔之前先通过一个马赫-曾德尔（M-z）干涉仪,提高了注入信号中时钟频谱分量的相对大小,从而有利于时钟信号的提取。首先从10Gb／s伪随机码信号中提取出波形很好的10GHz时钟信号,并在此基础上从复用后的40Gb／s伪随机码信号中提取出了40GHz时钟信号。     

非等幅OTDM信号的全光时钟提取

理论上推导了非等幅均匀复用的OTDM信号中时钟分量与各路脉冲幅度的关系式,并分别从频域和时域的角度给出了利用以半导体光放大器（SOA）作为调制器的锁模光纤激光器进行时钟提取的物理机制,对时钟提取的物理过程给出了形象解释.实验上通过利用锁模光纤激光器成功地从非等幅均匀复用的8×2.5 GHz OTDM信号中提取了2.5 GHz单路时钟和20 GHz群路时钟光脉冲.利用该方案提取的时钟脉冲稳定性好,对偏振态不敏感,是较理想的时钟源.此技术可用于高速OTDM信号的时钟提取.     

结合光注入半导体激光器与光电环路产生频率大范围可调、窄线宽微波信号

结合光注入半导体激光器的单周期动力学态与光电环路,提出了一种可获得频率大范围可调、窄线宽的光子微波信号的方案并进行了实验研究.结果表明,光注入半导体激光器在一定条件下能够实现单周期振荡,且光子微波信号的频率在8~67GHz范围内连续可调;在合适的注入参数下,获得了频率为24.3GHz且光谱具有单边带结构的光子微波信号;通过引入光电环路结构,能够有效地将该光子微波的线宽由8.6 MHz压缩至30kHz,并获得了40dB以上的信噪比.     

光载无线通信系统射频信号相移特性研究

测试研制的28GHz光载无线通信系统时发现,经光纤传输后接收端恢复的基带信号眼图会随时间出现张开与闭合的现象,使通信系统的可靠性遭到破坏。通过实验研究和理论分析发现,射频信号的传输时延会随着光纤周围温度的变化而改变,尤其对载波频率较高、传输距离较长的光载无线通信系统的可靠性影响更为严重。为了克服上述相位漂移问题,提出并实验论证了一种基于载波恢复技术的改进型光载无线通信系统,采用二次下变频结构,从中频信号中提取同步时钟,恢复出幅度稳定的原始基带数据。实验系统实现了28GHz载频、1Gb/s数据速率、25km的光纤传输,系统的误码率小于10~(-9)。     

时分复用信号中的全光时钟提取实验

利用非均匀复用后的时分复用 (OTDM)信号 ,从 4× 2 .5GHz的时分复用光脉冲信号中直接提取出复用前的2 5GHz分路时钟信号。此技术可用于高速率时分复用光纤通信系统的解复用中的时钟提取。     

Multi-functional fibre-optic microwave links

The multi-functionality of microwave links based on remote heterodyne detection of signals from a dual-frequency laser transmitter is discussed and experimentally demonstrated in this paper. Typically, direct detection in conjunction with optical intensity modulation is used to implement fibre-optic microwave links. The resulting links are inherently transparent and mainly used for signal transmission. As opposed to direct detection links, remote heterodyne detection links can directly perform functionalities such as modulation, frequency conversion, and transparent signal recovery in addition to signal transmission. All three functionalities are presented and experimentally demonstrated with a remote heterodyne detection link based on a dual-frequency laser transmitter with two offset phase locked semiconductor lasers. In the modulating link a 1Gbit/s baseband signal is QPSK modulated onto a 9GHz RF carrier. The frequency converting link demonstrates up-conversion of a 100Mbit/s PSK signal from a 2GHz carrier to a 9GHz carrier with penalty-free transmission over 25km of optical fibre. Finally, the transparent signal recovering link transmits a standard FM video 7.6GHz radio-link signal over 25km of optical fibre without measurable distortion.     

Frequency-octupled phase-coded signal generation based on carrier-suppressed high-order double sideband modulation

An approach for photonic generation of a frequency-octupled phase-coded signal based on carrier-suppressed high-order double sideband modulation is proposed and experimentally demonstrated. The key component of the scheme is an integrated dual-polarization quadrature phase shift keying modulator, which is used to achieve the carrier-suppressed high-order double sideband modulation. At the output of the modulator, two fourth-order optical sidebands are generated with the optical carrier suppressed. After that, a Sagnac loop incorporating a fiber Bragg grating and a phase modulator is employed to separate the two optical sidebands and phase modulate one sideband with a binary coding signal. The approach features large carrier frequency tuning range for the generated phase-coded signal from several megahertz to beyond the W-band. A proof-of-concept experiment is carried out. The 2 Gbit/s phase-coded signals with frequencies of 16.48, 21.92, and 29.76 GHz are generated.     

新型四倍频光生毫米波矢量信号调制技术

提出一种基于双并联马赫-曾德尔调制器(MZM)的新型四倍频光生毫米波技术,并用于矢量信号调制。传统的四倍频调制技术,由于数据信号同时调制到+2,-2阶边带上,拍频检测后两个边带上数据信号会产生相位叠加,只适用于不归零码(NRZ)等强度调制格式。提出的矢量信号调制技术将数据信号调制在一个-1阶边带上,另一个+3阶边带不携带数据,在拍频检测后幅度和相位信息被正确保留。同时,四倍频模块降低了传输过程中对电和光器件的带宽需求。理论分析和仿真结果表明,通过此方法产生的携带在60GHz载波上的6.25×108 symbol/s的四相相移键控(QPSK)信号,经过20km单模光纤传输后,误差向量幅度(EVM)损耗可以忽略。     

基于注入半导体激光器的微波副载波相位调制信号产生

光载无线技术是解决终端超宽带无线通信的重要方法,光信号与微波/毫米波信号的融合处理技术在光-无线的数据格式转换中至关重要.提出了一种基于相位调制信号光注入Fabry-Perot型半导体激光器实现微波副载波相位调制信号产生的方法.光学注入半导体激光器的输出光场会产生一周期(P1)振荡效应, P1振荡产生的边带实现了相位调制信号光的调制分量的放大,被放大的调制分量与注入光载波在激光器腔内拍频形成微波副载波.注入光相位的变化导致新产生的微波副载波相位变化, 实现了注入信号光相位信息转化为微波副载波相位信息.本系统完成1.3 Gb/s, 2.7 Gb/s, 2 Gb/s光相位调制信号到微波副载波相位调制信号的转换,并测量了微波的单边带相位噪声. 通过光电转换和电域混频将还原出的光基带信号与原信号进行逻辑对比,证明了数据信息转换的正确性.     

基于双平行马赫-曾德尔调制器的大动态范围微波光子下变频方法

为了提高微波光子下变频链路的性能,提出了基于集成双平行马赫-曾德尔调制器的微波光子下变频方法.通过理论推导和数值仿真分析了系统的增益和无杂散动态范围,实验搭建了基于双平行马赫-曾德尔调制器的下变频链路,控制直流偏置电压使双平行马赫-曾德尔调制器工作在高载波抑制的双边带调制模式,并对链路进行了性能测试.实验结果表明:该下变频链路的增益为7.43 d B,无杂散动态范围达到了110.85 d B/Hz2/3,工作频段可覆盖5—18 GHz的宽频范围.基于双平行马赫-曾德尔调制器的下变频方法可优化设计输出频谱,系统结构简单、易于实现,为微波光子下变频链路提供了有效的解决方案.     

采用正交光功率比值的光子型微波频率测量方案设计

通过构建两个正交的光功率比值,以光子技术实施微波频率测量.首先,待测微波信号经外调制器加载到连续光源上,在单边带载波抑制调制下仅得到单个光边带;以光学梳状滤波器对其进行滤波处理,在输出端检测得到随微波频率增大而呈现余弦函数和正弦函数变化趋势的两个光功率;将这两个光功率与参考光功率进行比较后,进而得到余弦函数型和正弦函数...     

High carrier suppression double sideband modulation using polarization state rotation filter and optical external modulator

We propose a high carrier suppression double sideband modulation technique using a Mach-Zehnder modulator (MZM) and an integrated polarization state rotation filter (PSRF), which is designed to improve the carrier suppression ratio. With the functions of MZM and PSRF, about 30 dB carrier suppression ratio relative to first-order sidebands is demonstrated. Moreover, we demonstrate the optical generation of microwave/millimeter-wave signals by beating the carrier suppressed double sideband (DSB-SC) lightwave signals. The experimental results show that the improvement of carrier suppression ratio with PSRF can effectively cancel the modulating RF frequency component. A tunable and high purity microwave signal, which is limited by the bandwidth of MZM and photodetector (PD), is obtained, and it does not suffer from obvious phase noise degradation with 25 km transmission.     

基于光学-微波同步的低噪声微波产生方法

低噪声微波在冷原子光钟、光子雷达、大科学装置远程同步等领域具有重要的应用价值.本文介绍了一种基于光学-微波相位探测技术的低噪声微波产生方案,利用光纤环路光学-微波鉴相器,将超稳激光的频率稳定度相干传递至介质振荡器.实验采用梳齿相位参考至超稳激光的窄线宽掺铒光纤飞秒光学频率梳,结合光纤环路光学-微波鉴相器和精密锁相装置,将7 GHz介质振荡器同步至光频梳重复频率的高次谐波,同步后的光脉冲序列与微波信号的剩余相位噪声为–100 d Bc/Hz@1 Hz,定时抖动为8.6 fs [1 Hz—1.5 MHz];通过搭建两套低噪声微波产生系统,测得7 GHz微波的剩余相位噪声为–90 d Bc/Hz@1 Hz,对应的频率稳定度为4.8×10^–15@1 s.该研究结果对基于光学相干分频的低噪声微波产生提供了一种新思路.     

TUNABLE FIBER FABRY-PEROT FILTER FOR OPTICAL CARRIER-SUPPRESSION AND SINGLE-SIDEBAND MODULATION IN RADIO OVER FIBER LINKS

A novel method of simultaneous realization of optical carrier-suppression and single-sideband modulation using fiber Fabry-Perot tunable filter is presented. In order to enhance transmission performance of radio over fiber links, we use a fiber Fabry-Perot tunable filter to filter out one sideband as well as suppress the optical carrier power. The results demonstrate 20.5dB and 14.2dB improvement in the signal noise ratios when 18GHz and 10GHz microwave signals carrying 5Mbit/s quadrature-phase-shift-keyed (QPSK) format data is transmitted over 35 km single mode fiber, respectively.     

基于可调光延迟线的光子学微波频率测量

提出了一种基于可调光延迟线的光子学微波频率测量方法.经同一微波信号调制的两个不同波长光载波在经过一段可调色散介质传输后,解调输出两路具有不同相位的微波信号,得到的相干微波功率随着色散量的改变出现周期性变化,由此周期可得到输入微波频率值.采用由8个磁光开关和1.6 km单模光纤构成的7-bit光纤延迟线实现色散量的调节....