一种载边比可调单边带全双工光载无线系统

理论分析了一种基于双平行马赫曾德尔调制器(MZM)的2倍频光单边带调制方案,仿真研究了基于该方案的载波重用全双工光载无线(RoF)通信系统性能.合理设置射频驱动信号相移及双平行MZM主调制器偏置电压产生单边带信号,再调整调制指数以实现光载边比ROCS的连续可调谐.讨论了射频信号相移、主调制器偏置电压、双平行MZM消光比...     

一种LiNbO3 MZM调制器正交偏置点锁定技术研究

在传统LiNbO3马赫-曾德尔调制器(MZM)偏置控制理论的基础上,提出了一种基于低频信号扰动与模拟电路处理技术的反馈控制方法。通过该方法设计的偏置控制电路模块可以在-55~+80℃温度范围内实现LiNbO3MZM调制器正交偏置点锁定,并且具有偏置控制电路体积小、控制精度高等特点。该偏置控制电路模块已经批量应用于某高速光通信传输系统中。     

基于级联马赫-曾德电光调制器的60GHz光载毫米波传输系统的研究

提出并实现了一种新的产生毫米波的六倍频技术。采用两个相同的串联马赫一曾德电光调制器（MZM）,调节第1个MZM调制器的偏置电压使其工作在最小传输模式,只输出奇次光谐波分量;调节第2个MZM调制器的偏置电压使其工作在最大传输模式,抑制所有的奇次光谐波分量。实验显示,采用10GHz的射频（RF）信号驱动这两台MZM调制器后...     

导频自适应的电光调制器激光脉冲调制技术

为解决脉冲信号对导频产生干扰进而导致马赫-曾德尔电光调制器(MZM)工作点无法稳定的问题,提出了一种导频自适应的偏压控制技术。采用数字控制系统生成频率可变的导频,由快速傅里叶变换分析反馈信号的谐波分量,可以将MZM锁定于传输曲线的最低偏置点。通过实时监测偏置电压输出,自主改变导频频率,避免脉冲信号对导频的影响,实现了高消光比的激光脉冲调制。结果表明,激光脉冲的重复频率与导频一次谐波频率接近时,脉冲信号会影响调制器工作点的稳定,该系统可以实现导频频率在0.45～2 kHz范围内的自适应变化,满足不同重复频率的激光脉冲调制需求。脉冲峰值为10 V、占空比为10%时,调制光脉冲的消光比可达26 dB,相较于脉冲信号对导频产生干扰时,输出脉冲消光比提高了约24 dB。     

基于级联外部调制器产生宽光梳系统的研究

本文研究了基于双边带调制方式采用级联两个强度 调制器(MZM)或级联MZM和相位调 制器(PM)分别生成平坦宽光梳的两种方案。通过理论分析得到合适的调制器关联变量-调 制电压和偏置电压的关系。在此基础上,我们分别讨论了高阶边带以及相位偏转对两种方案 产生宽光梳平坦度的影响。两种方案如果要达到相同的平坦度,级联相同MZM所输出的光梳 频带宽度可高达500 GHz,比级联MZM和PM的输出频带更宽;如果两种 方案在相同的输出光梳 频带宽度(300 GHz)下,级联MZM的平坦度可以达到0. 2 dB,而级联MZM和PM系统的平坦度只 有2.1 dB。因此级联两个强度调制器产生的宽光梳在光梳平坦度方面 性能更为良好。这为产生平坦光梳及调制器的灵活运用提供了一种解决方案。     

相干光正交频分复用系统中光调制的优化设计

相干光正交频分复用(COOFDM)是目前光传输领域的研究热点之一。COOFDM系统采用马赫-曾德尔光调制器(MZM)实现射频(RF)信号到光的转换,而正交频分复用(OFDM)信号对非线性十分敏感,所以在系统设计上最关键的就是实现信号的线性传输。从理论上分析了COOFDM系统中MZM对OFDM信号的非线性影响,通过对MZM偏置点及调制指数优化,实现COOFDM系统的最佳传输,同时对COOFDM系统品质因子Q与偏置点及调制指数关系进行了仿真。结果表明,为了实现最佳线性传输,不同于传统的基于强度调制/直接检测系统(偏置点选在积分点),COOFDM系统中MZM最佳偏置点选在零点;MZM调制指数的选择也会对系统性能产生影响,当COOFDM系统中MZM调制指数为0 dB时,系统性能达到最佳。     

应用于秒脉冲传递的电光调制器反馈控制系统

介绍了一种应用于光纤时频传递秒脉冲信号(1PPS)调制的马赫-曾德尔调制器(MZM)偏置点反馈控制系统。本系统将电光调制器的偏置点设置在传输曲线的最小值点(Null)和正斜率正交点(Quad+)之间的线性区域,利用光电二极管(PIN)探测输出1PPS信号的低电平电压的波动来检测偏置点的漂移。对测量到的电压信号进行数字处理后通过控制偏置点反馈系统来稳定调制器的偏置点。对反馈控制理论进行了原理推导,并与基于微扰理论的商用偏置点稳定系统进行了对比实验。实验证明该系统可以避免微扰信号对1PPS传输稳定性的影响,传递性能优于商用偏置点稳定系统。实验结果表明,1PPS传递时延波动的峰峰值为174 ps,均方根值(RMS)为18 ps,在平均时间为104s时,1PPS的时间阿伦方差(TDEV)下降到1.7 ps。     

基于级联外调制器的六倍频微波信号的光学生成技术研究

提出并实验验证了一种基于级联偏振调制器(Po lM)和双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)的六 倍频微波信号的光学生成方法。PolM在射频(RF)信号调制下,会产生多个光边带,通过调 节偏振控制 器(PC)和检偏器仅获得奇数阶边带,然后通过DPMZM,其中一子MZM调制RF信号,工作在 最大 传输点(MATP),另一子MZM不调制RF信号,从而抑制掉一阶边带,保留三阶边带,经光 电探测器(PD)拍频获得六倍频微波信号。仿真结果表明,在不利用任何光、电滤波器的情况下,调 制器消光比为 理想状态(100dB)时,RF杂散抑制比(RFSSR) 为34dB。即使消光比为非理想状态(30dB)时,生成微波信号的RF SSR仍可以达到21dB。理论分析和实验结果均验证 了方案的可行性。     

零偏置光电振荡器相位噪声的讨论与分析

光电振荡器(OEO)可以产生低相位噪声的微波信号。在OEO中,MZ调制器(MZM)可以偏置于正交工作点使基频信号的损耗最低,也可以工作于零偏置点从而得到倍频信号。在MZM零偏置的OEO中,利用电分频器将倍频信号分频得到基频信号,从而构建环路振荡器。本文对这2种OEO(MZM正交偏置和MZM零偏置)的相位噪声进行了理论分析。由理论分析可知,MZM零偏置OEO的相位噪声优于MZM正交偏置OEO。根据仿真结果,可以发现MZM零偏置OEO的相位噪声噪底比MZM正交偏置OEO的相位噪声低3 dB。另外,MZM零偏置OEO的振荡模式间隔并不会受到电分频器的影响。     

激光通信中马赫曾德调制器无抖动偏置控制技术

为实现马赫曾德调制器（Mach-Zehnder Modulator,MZM）工作时偏置点的稳定控制,提出了一种基于平均光功率斜率值检测的简单有效的控制方案。首先,分析了MZM工作时偏置点稳定控制技术的重要性,从理论上研究了控制算法的可行性,然后,利用Matlab进行了仿真验证,最后在搭建的实验平台上进行了MZM工作偏置点稳定控制系统的实验验证。结果表明该控制方法是一种适用于多种调制格式的简单有效的无抖动偏置控制技术,并且实验观察结果表明系统误码率性能在72 h内没有下降,能稳定在10-9附近,有效地保证了激光通信调制系统工作的可靠性。     

一种基于并级联MZM的20倍频光生毫米波方案

为进一步提高光载无线通信(radio over fiber,ROF)系统中光生毫米波的倍频系数,提出了一种基于4个马赫-曾德尔调制器(Mach-Zehnder modulator,MZM)共同作用的20倍频毫米波信号产生方案。推导了理想情况下倍频方案的产生机理,在仿真实验中,分别分析了非理想因素下调制器直流偏置电压漂移、调制指数、消光比等对系统性能的影响,结果显示,当合理设置各参数的取值范围,其光边带抑制比(optical sideband suppression ratio,OSSR)和射频杂散抑制比(radio frequency spurious sideband suppression ratio,RFSSR)的饱和值高达33.20 dB和27.21 dB;针对基于此倍频方案的ROF系统,对比分析了2.5 Gbit/s数据信号的单双边带调制两种不同传输方式,仿真结果表明,当光纤距离为40 km时,单边带依旧可达无差错传输,降低了传输过程中码间走离效应的影响,增加了系统的传输距离,更适合远距离传输,为微波光子学的发展提供了一种理论依据。     

基于电吸收调制器的非相干可调谐微波光子滤波器

提出一种新的基于电吸收调制器(EAM)的非相干可调谐光子滤波器。首先通过带通滤波器滤除EAM输出的一个边带,获得单边带调制;再通过调谐EAM的偏置端,使得边带所引入的相移随着偏置电压的改变而改变,这样就可以实现一个真相移(TPS)结构;然后引入另一个非相干光源和Mach-Zender调制器(MZM),利用两路信号的延时不同实现一个基本的滤波器;最后通过调谐偏置所引入的TPS实现滤波器的宽带可调谐,而滤波器的形状可以保持不变,其中滤波器的调谐范围由偏置所引入相移的变化范围来决定。     

基于单MZM和FBG的10倍频抑制载波RoF系统

为优化光载无线通信系统(RoF)结构,提出了一种基于单马赫曾德尔外调制器(MZM)和光纤布拉格光栅(FBG)的10倍频抑制载波RoF系统实现方案。通过设置射频驱动信号幅度和MZM偏置电压抑制主载波和偶数阶边带,结合FBG滤波功能,最终实现10倍频RoF毫米波信号。理论推导了10倍频毫米波信号实现机理,优化了FBG带宽及反射率,实验结果表明该新型RoF系统传输20 km后功率代价为1.66 dB。     

基于串联双电极马赫-曾德尔调制器的六倍频技术

提出并理论分析和实验验证了一种新的产生毫米波的六倍频技术。该方法采用两个相同串联的双电极驱动马赫-曾德尔电光调制器(MZM),调节第一个MZM的偏置电压使其工作在最小传输模式,只输出奇次光谐波分量,调节第二个MZM的偏置电压使其工作在最大传输模式,抑制所有的奇次光谐波分量。实验结果显示,采用10 GHz的射频(RF)信号驱动这两台MZM后,输出60 GHz的毫米波信号,实现了六倍频。通过测量输出的信号性能指标并与未使用带通光滤波器方案作比较得出经过50 km光纤传输后,输出信号受到色散的影响小。     

基于偏置马赫-曾德调制器的微波光子信号倍频

高速光信号源在现代光通信中不可或缺,目前倍受研究者关注。提出了利用一种具有偏置控制的马赫-曾德尔调制器(MZM),采用倍频方案产生高速微波光子信号,并进行了实验研究。通过在MZM 上施加一定的直流偏置引起两臂光脉冲的相位差,使光脉冲发生分裂实现倍频。实验中,利用5 GHz 的射频信号源,成功获得了频率增加一倍的10 GHz 高质量高速光信号。同时,也可以观察到在不同偏置电压下会产生不同的脉冲序列,发现优化偏压是实现高质量倍频的必要条件。该方案可用于产生40 GHz 以上的高频率光脉冲,可广泛应用于高速光通信。     

OFDM技术在长距离光传输中的应用

文章介绍了光0FDM系统的两种具体实现,对系统进行了分析：接着对光OFDM系统中马赫-曾德尔光外调制器（MZM）偏置点及调制指数选择进行了数字分析;然后对CO—OFDM系统信号进行色散补偿分析,推导出接收端信号组成。系统仿真结果表明,当MZM偏置点选择在零偏置点时,调制OFDM信号二阶分量最小,达到最佳线性调制。     

基于单环光电振荡的宽带二倍频信号产生方法

提出了一种基于单环光电振荡器(OEO)的宽带二倍 频信号产生方法。将射频(RF)信号经过第1级马赫-增德尔调制器(MZM)调 制到光信号上,通过控制第1级MZM的偏置电压,使得其工作在最小传输点(MITP)上,产生的 －1阶和+1阶边 带信号通过第2级MZM注入到由单膜光纤(SMF)、光电检测器(PD)和电放大器(amplifier)组成 的光电振荡环腔中,光电检测后产 生二倍频信号,信号的频率稳定度由信号源的稳定度决定,信号的相位噪声由光电振荡环腔 决定。在实验结构简单 的条件下,有效实现了宽带二倍频信号产生。实验结果表明,当本文系统可以实现对C波段 和X波段信号二倍频,输出信号的相位噪声在10kHz偏移处均低于－102dBc/Hz。     

基于四次乘方射频信号和级联MZM的梳线可调的光学频率梳

提出了一种基于四次乘方射频(radio frequency,RF) 信号和级联马赫- 曾德尔调制器(Mach-Zehnder modulator,MZM)的梳 线可调的光学频率梳(optical frequency comb,OFC)产生方案。利用乘方运算电路对正弦RF信号进行运算 耦合,产生的乘方RF信号驱动级联的MZM,调制器对输入光进行调制,从而产生梳线数可 调的平坦 OFC。建立了乘方RF信号驱动级联MZM产生OFC的理论模型,利用OptiSystem软件对其性能 进行了 研究。结果表明,OFC的梳线间隔是RF信号源频率的2倍,可调谐并且拓展了频谱带宽;产 生OFC的 目标梳线数是基准调制电压的4倍,实现了梳线数可调谐;调节MZM上下支臂的调制和偏置电 压差为确 定的优化值,可以使不同目标梳线数的OFC平坦度均小于0.95 dB。     

应用并行MZM降低光载OFDM系统的非线性失真

针对传统马赫-曾德尔调制器(MZM)在光载正交频分复用(OFDM)系统中的非线性失真问题,提出了一种新的并行MZM结构,该结构由主调制器和起补偿作用的子调制器组成。理论分析与仿真表明:通过设计调制器电极长度与输入光功率,使得相位误差衰减因子小于1,此时并行MZM的非线性失真小于传统MZM。在相同调制指数下,并行MZM对应的星座图更加收敛,但随着调制指数的增加而逐渐发散。     

基于互补型双MZM结构的光子时间拉伸模数转换器系统

研究了互补型双马赫-曾德尔调制器(MZM)结构对光子时间拉伸模数转换器(PTS-ADC)的性能影响。通过理论推导验证了互补型双MZM抑制PTS-ADC中二阶谐波产生的原理。设计了一种基于互补型双MZM的PTS-ADC系统,利用Optisystem软件进行仿真研究,分别对5组不同的输入射频(RF)信号进行模数转换(10,15,20,25,30GHz),对比互补型双MZM和单输出MZM作为电光调制器时,各系统对RF信号采样恢复的频率值。仿真结果表明,互补型双MZM结构可以有效抑制二阶谐波,提高了PTS-ADC的量化精度。