采用光学处理方法的被动太赫兹波综合孔径成像

综合孔径技术对于提高被动太赫(THz)成像系统的分辨率、减小系统体积有着重要的意义.研究了一种基于电光调制和空间光干涉成像的THz综合孔径成像技术.在该成像方法中,天线阵列接收目标辐射的THz信号,通过混频和电光调制将信号振幅和相位信息加栽到激光载波上,由光纤传输该激光信号并在光纤末端形成天线缩比阵列结构,最终利用光纤阵列输出光束的空间互相干在透镜焦平面上获得目标成像.分析了该成像方法的原理,以及成像中的信号变换与光学干涉处理的关键技术,并利用0.5 THz超导体一绝缘体一超导体(SIS)接收机进行了电光调制和干涉实验.结果表明:该方法能够应用于被动THz综合孔径成像.     

受激布里渊散射在被动毫米波综合孔径成像中的运用

提出了一种将受激布里渊散射(SBS)应用于被动毫 米波综合孔径成像中的方案。运用光纤SBS效应,对毫米波的 抑制载波双边带(DSB-SC)调制信号的一个边带进行放大同时抑制另一个边带,实现毫米波 信号的抑制载波单边带(SSB-SC)调制。将该方案应用 于被动毫米波综合孔径成像中,在获得毫米波信号上变频的同时实现了光学滤波以及单边 带功率放大。深入分析了SBS实现SSB-SC调制的原理以及运用于被动毫米波综 合孔径成像中的可行性。实验结果表明:本文方案可以有效 实现毫米波的上变频、功率放大及滤波功能;与传统电光调制系统相比,本文方案简单有效 ,由于系统对携带毫米波信息的边带有放大作用,可以运用于毫米波功率较低时的成像。     

基于电光调制的毫米波辐射计研究

研究了一种通过电光调制将毫米波信号加载到光载波上进行处理的毫米波辐射计。天线接收的毫米波信号由电光调制器（EOM）调制加载到光载波的边带上,并通过光纤传输该信号;利用光纤布拉格光栅（FBG）滤波器滤掉载波分量,滤波后保留的边带分量信号由光电探测器（PD）探测。为提高探测灵敏度,使用锁相放大器对PD输出的信号进行检测。分...     

基于光子学处理技术的被动毫米波成像

提出了一种采用电光调制和光子学处理技术的被动毫米波扫描成像方法.该成像方法中辐射计通过电光调制将毫米波信号转换到光波频率,采用光子学滤波器和光电探测器进行信息获取和处理.阐述了毫米波辐射信号光子学处理的工作原理,研究了器件参数对信号转换的影响,分析了该处理方法中系统的噪声特性.依据上述原理设计了一个基于光子学技术的机械...     

采用OptiSystem的OFDM-ROF系统仿真

建立了一个OFDM-ROF实验仿真系统,对该系统下行链路性能进行了仿真计算,并采用了远程光外差技术来产生毫米波信号.用一个低频的信号源对激光进行载波抑制的双边带调制来产生频率差为毫米波频率的两束相干激光源.用Matlab软件编写了OFDM的调制和解调模块,用OptiSystem软件搭建了该系统光纤传输部分的实验仿真平台,给出了系统仿真框图和仿真计算结果.最后,针对解调后星座图随传输距离产生旋转的现象,分析了光纤色散对系统性能的影响,并用信道估计的方法对色散进行了补偿,并给出了色散补偿前后系统误码率与传输距离的关系曲线.仿真结果表明,在色散补偿后该OFDM-ROF系统有效传输距离得到了极大的提高.     

一种基于调制边带技术的光生毫米波新方法

提出了一种新型的基于调制边带技术的光生毫米波方法,它主要利用高非线性光纤的四波混频效应将中心站频率较低的信号在基站上转换到毫米波射频信号.仿真实验证明该方法可以实现将中心站3.33 GHz 的驱动频率在基站频率上转换为39.96 GHz 的毫米波载波信号.     

一种改进的光载波抑制产生光毫米波的方法

为了延长光毫米波的传输距离,提出了一种改进的光载波抑制产生光毫米波的方法。在中心站采用马赫-曾德尔调制器将射频信号调制到光载波上产生光载波抑制调制光信号,再将产生光信号的2个边带分离,将2.5Gbit/s数据信号调制到其中1个边带上,再与未调信号耦合后产生光毫米波并通过光纤传送至基站。在基站中通过光电转换器产生电毫米波。从理论上分析了这种光毫米波的传输特性并通过实验验证了光毫米波在光纤中可以传输40km。仿真和实验结果表明,这种方式产生的光毫米波具有很好的抗色散能力,延长了传输距离。     

改进的基于多倍频的单边带调制ROF全双工系统

利用单边带调制技术,设计了一种改进的毫米波光纤传输系统,进行了系统色散分析及仿真实验.该系统在中心站通过设置相位调制器的偏置电压,使调制器产生的奇数边带被抑制,采用滤波器滤出其中的一个二阶边带.基带信号经过中频调制形成副载波,再将此副载波通过单边带调制到二阶边带上;在基站,通过带通滤波器滤出上行链路所需的光载波.用该单...     

应用光PSK调制的新型60 GHz ROF下行链路系统

文章提出一种将光相移键控(PSK)调制用于基于谐波生成原理的毫米波光纤无线电(ROF)下行链路系统,在生成毫米波的同时,实现了二进制相移键控(BPSK)调制,并且通过加入并行光载波抑制双边带调制(DSB-SC)支路实现了导频的产生,供毫米波下变频之用.仿真结果验证了毫米波的产生和信号的调制解调过程,证明了该下行链路系统的可行性.     

光纤无线通信系统中用高非线性光纤实现全光频率上转换

研究了一种基于高非线件光纤(HNLF)中交叉相位调制效应的全光频率上转换射频耦合到光纤无线通信(ROF)系统.数值计算结果表明,由于交叉相化调制引起的调制不稳定性.波长1.54μm,重复频率为40 GHz的抽运光可使波长为1.56μm,载有速率为2.5 Gbit/s的非归零码作为下行链路数据的弱信号光光波分裂,产生与载波距离为40 GHz且与载波相干的两个一阶调制边带,抽运光脉宽、抽运光功率和光纤长度对载波与边带功率差有较大影响.仿真实验结果证实了以上原理,速率为2.5 Gbit/s的数据信号在高非线性光纤中被上转换到40 GHz毫米波上.信号光功牢为0 dBm时,得到的优化光纤长度为600 m,抽运光功率为17 dBm.     

Locking characteristics of a passively mode-locked monolithic DBR laser stabilized by optical injection

We demonstrate the generation of ultrastable millimeter-wave carriers from a passively mode-locked monolithic InGaAs MQW DBR laser injection locked by a double sideband suppressed carrier modulated optical signal. We investigate the effect of the optical power and the wavelength of the injection signal on the phase noise of the generated millimeter-wave carrier. Once locked, the laser can track the variations in the beat frequency of the injected millimeter-wave signal over an RF frequency range of approximately 172 MHz.     

毫米波光载无线系统的结构优化

下一代接入网需要实现高带宽和低成本的便携性,基于宽带光通信和无线接入的无缝融合的毫米波光载无线（RoF）通信技术被认为是一个很有前景的解决方案。但是由于其实现成本较高,需要对其系统结构进行相应优化。在毫米波光产生部分,光外差法可利用低频信号源产生高频的毫米波信号,同时采用对半导体激光器的注入锁模可以提高其利用效率。在下行链路中,使用单边带调制可以提高光传输距离,而基于注入锁模半导体激光器的单模调制（单边带调制）是一种较为简单的方案;上行链路中,采用对于光外差信号的调制,可以实现上行毫米波信号的直接光学下变频,从而简化中心站接收机系统结构。在波分复用毫米波光载无线双向系统中,利用上下链路的波长重用可以节省波长资源,提高系统使用效率。     

Coherent optical beam forming with passive millimeter-wave arrays

Passive millimeter-wave imaging requires large apertures to achieve an angular resolution comparable to that of typical infrared imagers. Aperture synthesis offers a route to achieving high resolution without using a single large aperture, by interferometrically combining the signals from a number of smaller distributed apertures. In such a system the individual millimeter-wave signals must be transported to a common location with good phase fidelity and combined to form the image. This paper discusses a technique called coherent optical beam forming which performs optical transport of the up-converted millimeter-wave signal and direct image formation at the optical frequency. Proof of principle experiments are described that demonstrate coherent optical beam forming with a point source and a method of self-calibrating the array to remove phase errors     

基于相移光纤光栅的单光源毫米波生成研究

利用相移光纤光栅中不同的相移量可以在光栅传输阻带中的不同位置打开透射窗口这一特性,给出了用光外差法将单一光源形成两个差频再经拍频后生成毫米波的方案.理论分析和数值计算结果表明,采用单个光源产生毫米波所引入的激光随机相位噪声低于双光源系统,能够产生波长稳定、相位噪声低、频率调整方便、耦合效果好的毫米波,可为光纤无线通信系统实际应用提供参考.     

A broad-band millimeter-wave optical modulator using a passively modelocked semiconductor laser with phase noise compensation

A new and simple technique to produce efficient optical modulation at millimeter-wave frequencies by compensating for the phase noise of a 0.85-/spl mu/m passively modelocked semiconductor laser is presented. The passively modelocked laser is intensity modulated with the electrically mixed product of its phase noise and the millimeter-wave information signal. One of the resulting sidebands to the modelocked note is identical to the millimeter-wave frequency information because of the cancellation of the phase noise of the modelocked signal. A carrier-to-noise ratio (CNR) of 87 dBc/Hz at 41.9 GHz is demonstrated and it is shown that optical modulation at subcarrier frequencies up to 100 GHz and a CNR of 120 dBc/Hz is possible.     

基于环腔内光学缓存装置的高速扫频激光光源

傅里叶域锁模(FDML)技术可在保持扫频光源各项指标性能优越的前提下,将扫频速度提高至调谐滤波器的设计极限。为进一步提升FDML扫频激光光源的扫频速度,在激光谐振腔内引入光学缓存装置来实现对扫频光的备份。实验中基于环腔内光学缓存装置的扫频光源中心波长为1310nm,扫频范围为95nm,瞬时线宽为0.1nm,扫频速度翻倍提升至202kHz,平均输出光功率为7.5mW。利用光学缓存装置可将传统FDML高速扫频光源的扫频速度翻倍提升,对提升扫频光学相干层析成像(SS-OCT)系统的综合成像性能具有重要意义。     

Multiplexing of millimeter-wave signals for fiber-radio links by direct modulation of a two-mode locked Fabry-Pe/spl acute/rot laser

In this paper, we introduce generation of multiplexed signals on the millimeter-wave bands for fiber-radio systems where an optical millimeter-wave generator is based on a two-mode locked Fabry-Pe/spl acute/rot (FP) slave laser, whose injection current is directly modulated by a signal source. We qualitatively consider the distortion of the millimeter-wave signals from the FP slave laser. The distortion components on the millimeter-wave bands are induced from the simultaneous modulation of the locked modes and the nonlinear modulation response of the FP laser. Two-tone modulation of the locked FP laser is examined to evaluate the dynamic range of the millimeter-wave signals against the second- and third-order distortion components. We also perform fiber transmission of three 156-Mb/s-BPSK signals on the 60-GHz band to demonstrate fiber-radio down-link systems. The total capacity of the down-link system is discussed. In addition, two methods for multicarrier generation on the millimeter-wave bands are proposed. Multicarrier generators supported by these methods can be used as local signals for up-link millimeter-wave signals. The first method is based on multitone modulation of the FP slave laser. We attempt the down-conversion of a 52-Mb/s ASK signal on the 60-GHz band by using the millimeter-wave local signals. The second method depends on the distorted modulation of the FP slave laser by using a single continuous wave signal where the DC-bias level of the FP laser's injection current is partly under the threshold value. We confirm that five carriers on the 60-GHz band are effectively generated by using the second method. Furthermore, the influences of the chromatic dispersion effects on the millimeter-wave local signals are investigated for both methods.     

新型电光逻辑门的设计及计算机图形光谱

光逻辑门是未来全光网络中光信息处理的核心元件,它可以实现高速光包交换,全光地址识别,数据编码,奇偶校验,信号再生等功能。采用微环谐振器设计了一种新型的电光逻辑门,结构通过三个非对称微环组成,分析耦合区的传输矩阵方程得出加载电压信号的变化能够实现微环折射率的变化,利用光强的逻辑开关特性可以实现光门逻辑。计算机仿真验证了工作波长1 600 nm时,实现的高电平50.7 V定义为逻辑1,低电平0 V定义为逻辑0,通过光强变化得出了6位逻辑运算;整个系统的响应时间理论上得到了1.8 ps,运算速率可达近200 Gbit/s。逻辑的双稳态分析中得出:微环发生最大谐振值时对应的控制波长等于微环未发生形变前的谐振波长和偏移量之和;调制可以通过微环谐振波长实现控制。这一研究对于未来全光通信的实现具有一定的意义。     

阵列探测器在成像光谱偏振探测技术中的应用

为了在成像光谱偏振仪中应用近红外焦平面阵列探测器,得到高质量图像信息,结合新型弹光调制型成像光谱偏振探测技术(PEM-ISP),提出了一种基于近红外焦平面阵列探测器的成像光谱偏振探测技术。系统采用FPA-640512 InGaAs焦平面阵列探测器作为光学探测接收元件,采用高速现场可编程门阵列(FPGA)作为信号处理单元,做到对光学信号的快速采集与并行处理,满足高速、实时的信号传输与处理技术等要求。将经高速A/D采集得到的数据存储到FPGA外扩的静态随机存储器中,以保证数据的完整性。数据最终通过通用串行总线传至上位机,上位机通过LabVIEW实现图像还原。结果表明,该系统可以应用于PEM-ISP中,实现对测量信号的精确探测与采集,并得到完整的图像信息。