1 湖北大学铁电压电材料与器件实验室, 湖北武汉 430062
2 空军预警学院, 湖北武汉 430019
提出了基于级联马赫 -曾德尔调制器( Mach-Zehnder Modulators, MZMs)的宽带微波光子下变频方法, 并且通过该方法产生的中频信号( Intermediate Frequency, IF)得到被探测目标的距离信息。在该方案中, 通过控制 MZM的工作偏置点和调制指数来实现线性调频( Linear Frequency Modulation, LFM)信号的倍频处理。倍频后的 LFM信号通过电延时进行传输来模拟被探测目标的返回信号。同时, 通过 MZM调制被延迟后的光边带信号。然后, 通过低通滤波器得到带有目标距离信息的中频信号。通过模拟仿真实现了中心频率分别为 10. 8, 21. 8, 32. 4 GHz的二倍、四倍、六倍频信号, 其信号带宽分别为 2. 7, 5. 6, 8. 4 GHz。随着电延时的增加, IF频率值呈线性减小。该方法灵活性高、精度高, 易于实现, 在雷达系统的宽带成像系统中具有很大的应用潜力。
微波光子学 宽带下变频 马赫 -曾德尔调制器 microwave photonics broadband frequency down-conversion Mach-Zehnder modulator OptiSystem OptiSystem 光学 精密工程
2020, 28(12): 2622
提出了一种基于啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)的可调谐双通带微波光子滤波器(MPF)结构,并对该结构进行了实验验证。利用两个级联的拥有不同中心反射波长、带宽及啁啾率的CFBGs,对已调制的光信号产生不同延时,获得了两个不同的频率通带。基于此,通过调整马赫-曾德尔干涉仪(MZI)中的可调谐光延迟线,改变MPF的自由频谱范围,可实现两个通带中心频率的调谐。实验中获得的中心频率分别为6.75 GHz和16.07 GHz的频率通带。通过调节MZI两臂的臂长差,实现了MPF中心频率的调谐。所提出的双通带MPF结构简单,具有很好的可调谐性和稳定性。
光纤光学 微波光子学 可调谐双通带 微波光子滤波器 啁啾光纤布拉格光栅 马赫-曾德尔干涉仪 激光与光电子学进展
2019, 56(3): 030605
理论分析了在不改变光滤波器的条件下, 通过设置级联马赫曾德尔调制器的直流偏置点和调制指数, 实现最小光边带抑制比和最小杂散抑制比分别为45.48 dB和39.46 dB, 倍频系数为2k(k=1,2,…,6)的高频微波信号产生.在此基础上, 分析了马赫曾德尔调制器直流偏置点、射频调制信号幅度和初始相位差等因素变化对边带选取性能的影响, 并进行了相应的仿真实验, 实验结果验证了该方法的可行性和有效性.
微波光子学 光电子学 高频微波信号 级联MZM 光边带抑制比 杂散抑制比 Microwave photonics Optoelectronics High frequency microwave signal Cascaded Mach-Zehnder modulators Optical sidenband suppression ratio Spurious suppression radio
提出了一种基于级联马赫-曾德尔调制器(MZMs)倍频系数可调的相位编码信号光产生方法。该方法的系统核心器件为级联MZMs,通过合理选择两个MZMs的直流偏置电压和调制指数等参数,可任意选取±k(k=1,2,…,5)阶边带中的一组边带。通过可编程光滤波器滤除5阶以上的高阶边带,再结合相位调制,可产生载波2、4、6、8和10倍频的相位编码信号。该方法是通过改变施加在级联MZMs上的射频驱动信号幅度实现倍频系数调节,方案简洁灵活。通过仿真实验验证了利用4 GHz的微波信号源分别产生载频32 GHz和40 GHz的相位编码信号,从而实现了8和10倍频信号输出,且所生成的相位编码信号具有很好的脉冲压缩性能。
光通信 相位编码信号 级联马赫-曾德尔调制器 倍频系数 可编程光滤波器
提出一种基于级联马赫-曾德尔调制器(MZM)的载频连续可调相位编码波形光产生方法。该方法通过设置级联MZM的直流偏置点和调制指数,实现对±4阶光边带的选取,通过控制施加在级联MZM上的射频驱动信号相位,可在非平衡时间脉冲整形(UTPS)系统的输出端产生倍频系数为16的相位编码信号。通过调整UTPS系统中两个线性调频布拉格光栅的色散值,可实现对相位编码信号载频的连续调谐。仿真中利用2 GHz的射频信号分别生成了载频为32 GHz和19.2 GHz的相位编码信号。仿真验证了所提方法的有效性,也验证了生成的信号具有较好的压缩性。
超快光学 相位编码信号 级联马赫-曾德尔调制器 非平衡时间脉冲整形系统 频率连续可调 脉冲压缩 光学学报
2017, 37(12): 1232001
Author Affiliations
Abstract
Microwave Photonics Center, Air Force Early Warning Academy, Wuhan 430019, China
Photonic generation of radio-frequency (RF) arbitrary microwave waveform with ultra-wide frequency tunable range based on a dispersion compensated optoelectronic oscillator (OEO) is proposed and experimentally demonstrated. Dispersion compensation scheme and specially designed fiber Bragg grating (FBG)-based Fabry–Perot (F-P) filters are employed in the OEO loop to realize a frequency tunable range of 3.5–45.4 GHz. An optimization process provided by the combination of an erbium-doped fiber amplifier (EDFA) and FBG is employed to improve the signal-to-noise ratio (SNR) of final RF signals. The generation of linear-frequency and phase-coded microwave waveforms, with a tunable carrier frequency ranging from 4 to 45 GHz and tuned chirping bandwidths or code rates, is experimentally demonstrated.
060.0060 Fiber optics and optical communications 350.4010 Microwaves Chinese Optics Letters
2017, 15(10): 100603
1 华中科技大学光学与电子信息学院, 湖北 武汉 430074
2 华中科技大学下一代互联网接入系统国家工程实验室, 湖北 武汉 430074
设计并验证了一种基于分布布拉格反射（DBR）光纤激光器的高灵敏度微振动传感器。该传感器结构采用常见的质量块弹簧系统，质量块由于重力作用对DBR激光器的谐振腔产生侧向压力。当测试平台发生振动时，谐振腔所受到的侧向压力发生变化，导致激光器输出的两正交偏振模式产生的拍频信号改变。通过高速光电探测器和多通道数据采集平台对拍频信号进行采集，使用LabVIEW编程对采集信号进行处理，实现了对振动加速度信号的实时监测。理论分析与实验结果表明，该传感器具有极高的加速度灵敏度，对于单位重力加速度g其灵敏度达吉赫兹量级，能检测到微弱的振动信号。相较于传统光纤振动传感器而言，该传感器将光谱分析转化为频谱分析，使信号的采集与解调更加简单，且获得了更高的灵敏度。进一步分析表明，此结构在微重力环境下进行测量也是可行的，因此，在航空飞行器关键部件的微振动测量中有较大的应用潜力。
传感器 振动传感器 高灵敏度 分布布拉格反射光纤激光器 拍频
