单通带微波光子滤波器泵浦响应性能研究

基于受激布里渊散射效应和相位调制技术,实现了可调谐单通带微波光子滤波.单泵浦信号时,滤波器的频率调谐范围为0.5GHz~18.3GHz.采用一个激光器,通过外加在强度调制器上的微波信号强度调制得到泵浦信号时,滤波系统的稳定性优于两个激光器分别作光载波和泵浦信号的系统.当采用频率间隔为布里渊频移两倍的双泵浦信号时,滤波器的频率调谐范围为0.9GHz~31.3GHz.     

宽调谐范围的单通带微波光子滤波器的研究

基于相位调制技术和受激布里渊散射(SBS)效应,研制了可调谐单通带微波光子滤波器(MPF)。理论分析表明,通过引入频率间隔为受激布里渊频移量2倍的两个泵浦信号,使低频泵浦信号产生的损耗谱和高频泵浦信号产生的增益谱相抵消,所实现的滤波器的频率调谐范围为受激布里渊频移量的4倍,是单个泵浦信号时频率调谐范围的2倍,且随着泵浦光的数量增加滤波器的调谐范围呈倍数增长。实验测试了单泵浦条件下单通带可调谐滤波器的频率范围为0.8~18.2GHz,线宽为26MHz,带外抑制比为26dB,双泵浦时滤波器的频率调谐范围为0.8~31.1GHz。     

全新布里渊散射可切换微波光子滤波器

提出了一个新的基于布里渊散射效应的微波光子滤波器。该滤波器可通过调谐系统中光滤波器的中心波长,实现高解析度带通滤波器与陷波滤波器之间的灵活切换,并且通过调谐产生受激布里渊散射的泵浦光的波长可实现滤波器通带或阻带的中心频率在很大频率范围内连续调谐。该滤波器为全光结构,因此具有非常大的调谐范围（调谐上限仅受限于试验中使用的矢量网络分析仪的显示频率上限）。系统中采用相位调制器,因此没有偏置电压漂移问题。实验结果展示了一个带通与陷波滤可灵活切换的高解析度微波光子滤波器,并且通带和阻带的中心频率在9～26.5 GHz范围内连续可调谐,其中带通滤波器的通带具有极窄3 dB带宽,约28 MHz（由光纤本身布里渊增益区线宽所决定）。     

基于双平行调制器的微波光子链路周期性衰落抑制方法

针对微波光子链路长距离传输过程中周期性衰落现象，提出了一种双边带调制的微波光子传输链路，来抑制色散效应导致的周期性衰落现象。通过双平行调制器实现载波抑制双边带调制以及对载波相位的调制，来调节色散效应引起的上下边带在光电转化后的射频信号的相位差，使其为同向叠加。同时，结合光纤中的受激布里渊散射效应反射的光信号，通过布里渊反射光强探测来获知需要调节的相位量，从而保证在变化的长距离传输中可以不出现射频信号的周期性变化。最后通过仿真实验，验证了链路周期性衰落的抑制效果。     

基于多频相干光时域反射计的光纤温度分布测量

提出了一种基于瑞利散射的多频相干光时域反射温度测量方法,采用相位调制产生多频探测光,可有效地提高传感光纤的受激布里渊散射阚值,降低系统中的相干瑞利噪声,提高系统信噪比;当按光源频率和相位调制器调制频率的变化量之比等于二频率之比对二者进行同时调节时,可实现光纤温度的高精度分布式测量.理论研究了多频相干光时城反射计的传感机理,利用MATLAB仿真比较了采用单频和多频光源时传感系统的性能.结果表明,在系统信噪比为5 dB和扫频范围为3 GHz时,系统可达到空间分辨率为1m、最大测量误差为0.005℃的性能指标.     

基于SBS的通带可变微波光子滤波器

提出并分析了一种大范围可调谐的通带可变微波光子滤波器。它基于受激布里渊散射(SBS)效应并使用2个调制器与1个光纤布喇格光栅生成泵浦信号。通过分别调节这2个调制器的调制频率,可得双通带滤波器和通带间隔可变的四通带滤波器,并实现滤波器中心频率的大范围连续可调谐,而在整个调谐过程中,滤波器的3dB带宽保持不变。仿真分析了不同调制信号对滤波器通带及中心频率的影响,以及滤波器的带宽与泵浦的功率和SBS增益介质长度的关系。     

基于受激布里渊散射的30GHz毫米波单边带调制生成技术

本文提出了一种基于受激布里渊散射原理的单边带调制产生30GHz毫米波的新方法,可应用于光载射频系统。该方法利用一个双布里渊散射移频结构生成泵浦光,并将其反向注入到传输信号光的25 km单模光纤;通过受激布里渊散射,直接放大受调制信号光的正三阶边带,实现光载波的单边带调制,有效改善由色散效应引入的功率涨落问题,保证了毫米波功率稳定。此外,信号光和泵浦光由同一个激光器产生,有效消除两者间的相对频率漂移,从而大大提升了毫米波生成系统的频率稳定性。通过我们的方法,实验系统所生成的毫米波功率增益了21dB,其3dB线宽为10kHz。     

相位调制对光纤受激布里渊散射阈值的影响

相位调制是光纤中提高受激布里渊散射阈值、抑制受激布里渊散射效应的有效方法。理论分析了相位调制中调制幅度及调制频率的改变对受激布里渊散射阈值的影响,实验研究了25 MHz调制频率、不同调制幅度以及调制幅度为1.5,不同调制频率下受激布里渊散射阈值的变化情况。结果表明,受激布里渊散射阈值既随相位调制幅度的增大而增大,又随相位调制频率的增大而增大。当相位调制幅度为7.7,相位调制频率为25 MHz时,受激布里渊散射阈值提高约7 dB。当相位调制幅度为1.5,相位调制频率较小为5 MHz时,相位调制对受激布里渊散射阈值的影响不够明显。     

基于受激布里渊散射的微波光载波信号光谱检测

提出一种基于受激布里渊散射检测微波光载波信号光谱的方法。利用受激布里渊散射窄线宽的特性,解决了调制的微波信号频率低于常用的光谱分析仪分辨率时无法检测微波光载波信号光谱的问题,获得了较高的光谱检测分辨率。     

脉冲预泵浦瑞利BOTDA系统的解析模型与仿真

将脉冲预泵浦的概念引入瑞利布里渊光时域分析系统,利用由传感脉冲和经微波调制的预泵浦脉冲组成的阶梯脉冲作调制信号,通过作为探测光的时间有限的预泵浦脉冲1阶边带的瑞利散射与传感脉冲的受激布里渊作用,实现布里渊信号的时域整形,减小非本地效应;通过预泵浦脉冲0阶基带和传感脉冲的受激布里渊作用,实现布里渊信号的谱域整形,有效地解决空间分辨率和测量精度之间的矛盾。利用频域法求解瞬态耦合波方程,建立了阶梯脉冲光在光纤中受激布里渊作用的解析模型。仿真结果表明,当传感脉冲宽度为5 ns、峰值功率为100 mW,预泵浦脉冲宽度为50 ns、峰值功率为16 mW时,在空间分辨率0.5 m内受激布里渊散射增益在0.14 m处达到最大值,然后近似线性下降至0.37 m处,其余位置近似为零;系统布里渊散射谱宽近似为35 MHz,约为传统瑞利布里渊光时域分析系统布里渊谱宽212 MHz的1/6,在相同空间分辨率下提高了频率测量精度。