广东工业大学信息工程学院，广东 广州 510006
提出了一种可重构双输出微波光子变频器，该变频器可以实现上变频、下变频和同相/正交（I/Q）上变频。通过改变偏振复用‐双平行马赫曾德尔调制器的驱动信号，可以重构生成上、下变频信号以及上变频的上、下边带信号或矢量信号，且能同时单独输出两路变频信号。利用偏振控制器在正交偏振方向上巧妙地消除了本振信号的正/负一阶光边带，避免了滤波器的使用，进而实现了频率的大范围可调谐。仿真结果表明：所提变频器可在1~59 GHz带宽范围内单独输出两路任意频率的信号，杂散边带抑制比大于30 dB；加载I/Q基带信号可以进行I/Q上变频，生成两路高频64阶正交振幅调制（64QAM）矢量信号，误差矢量幅度小于3.5%。所提变频方案能消除光纤色散引起的功率周期性衰落效应，系统的无杂散动态范围为107.1 dB·Hz2/3。此外，分析了直流偏置电压漂移、电移相器相位不平衡、偏振控制器偏振漂移等非理想因素对变频器性能的影响。
光通信 变频 双输出 无滤波 偏振复用‐双平行马赫曾德尔调制器 中国激光
2023, 50(10): 1006005
1 西安邮电大学通信与信息工程学院，陕西 西安 710121
2 西安邮电大学电子工程学院，陕西 西安 710121
灵活光发射机可根据不同应用场景需求软定义信号的调制格式，从而进一步优化光信号的传输性能。本文提出了一种基于双平行马赫-曾德尔调制器（MZM）和单MZM级联的灵活高阶正交幅度调制（QAM）光发射机方案，理论分析了圆形16QAM、4幅4相16QAM、圆形32QAM以及4幅8相32QAM光信号产生与自适应切换的原理与方法。在虚路径标识符（VPI）仿真环境下，分别验证了上述4种信号在5 Gbaud和10 Gbaud调制速率下的产生和传输性能。结果表明，通过灵活配置发射机的驱动信号（二进制或四进制）与直流偏置电压，可实现8/16/32QAM信号间的自由切换，同时，生成的上述4种信号经一定长度单模光纤传输后具有良好的信噪比。
光纤光学与光通信 双平行马赫-曾德尔调制器 正交幅度调制 调制格式切换 激光与光电子学进展
2023, 60(5): 0506003
河南理工大学物理与电子信息学院，河南 焦作 454003
提出了一种基于非均匀光频梳的多频率瞬时信号检测方案。以功率非均匀下降的光频梳功率比为参照，利用待测信号与光频梳的拍频功率比确定信号的频率范围，再由解调后的频率信息计算待测信号的精确频率。仿真实现了0~20 GHz范围内多频信号的瞬时测量，误差范围为0~23 MHz。此外，分析了激光器线宽、光纤布拉格光栅中心频率、调制器偏置电压和光混频器相差对测量结果的影响。结果显示：该系统对激光器线宽和混频器相差的改变不敏感，光纤布拉格光栅中心频率和调制器偏置电压会影响光频梳信号的功率比；当功率比区分度较大时，系统稳定性更高，误差更小。
光纤光学 射频光子学 瞬时频率测量 光频梳 光纤布拉格光栅 双平行马赫-曾德尔调制器 光学学报
2022, 42(23): 2306004
广东工业大学信息工程学院，广东 广州 510006
提出一种基于偏振复用-双平行马赫-曾德尔调制器的可调倍频因子微波移相信号生成新方案。在不使用滤波器的情况下，通过改变调制器的射频驱动信号和直流偏置电压，可以生成2倍频、4倍频、6倍频、8倍频微波信号，同时控制检偏器与调制器主轴之间的夹角，就能实现相位0°~360°连续可调。仿真结果表明，频率为5 GHz的射频信号可以转换为10、20、30、40 GHz的全范围线性相移微波信号，相位连续变化过程中，功率波动小于0.5 dB，并且该方案具有良好的频率可调谐性。此外，研究分析了该方案的工作频率范围，以及调制器消光比、直流偏置电压漂移和电移相器幅相不平衡对系统性能的影响。
傅里叶光学与信号处理 移相 可调倍频因子 微波光子 偏振复用-双平行马赫-曾德尔调制器 激光与光电子学进展
2022, 59(13): 1307002
Author Affiliations
Abstract
School of Electronic Engineering, Xi’an University of Posts and Telecommunications, Xi’an 710121, China
We proposed and demonstrated a new scheme for simultaneous generation of independent wired and wireless signals employing an integrated polarization multiplexing modulator. In the experimental system, a 10 Gb/s wired signal is imposed on the original optical carrier with one polarization, while a wireless signal with a bit rate larger than 4 Gb/s is carried on the generated millimeter wave of 76.44 GHz, which has polarization orthogonal to the wired signal. The dual services are successfully delivered over a 15 km standard single mode fiber; the power penalties of the wired and wireless signals are around 0.4 dB and 1.5 dB, respectively.
millimeter wave dual-parallel Mach–Zehnder modulator radio-over-fiber Chinese Optics Letters
2020, 18(11): 110601
提出一种在单输入情况下同时产生两路任意相位编码微波信号的方法,不仅可以保证编码信号180°的相移,还可实现编码信号的频率大范围调谐.建立由一个双平行马赫曾德调制器和一个保偏布拉格光栅组成的系统,激光输入双平行马赫曾德调制器调制后,通过保偏布拉格光栅与偏振分束器的共同作用产生两路偏振正交的±2阶边带.其中一对边带经过相位调制器调制后与另一对耦合,最后输出两个光电探测器拍频得到高频率、低噪声的相位编码微波信号.仿真结果表明,通过调节驱动信号的频率,可得到5~100 GHz的一系列四倍频相位编码微波信号.还原的相位信息与脉冲压缩比均和理论值吻合,证明了所提方法具有良好的脉冲压缩性能.
光通信 微波光子学 光生微波 相位编码 双平行马赫增德尔调制器 保偏布拉格光栅 四倍频 频率可调 脉冲压缩 Optical communication Microwave photonics Optical microwave generation Phase coding Dual-parallel Mach-Zehnder modulator Polarization-maintaining fiber Bragg grating Quadruplicated frequency Frequency tunability Pulse compression 光子学报
2019, 48(10): 1006001
吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点实验室, 吉林 长春 130012
提出一种基于受激布里渊散射效应的微波光子下变频系统。在此系统中,为了将高频率的射频信号转换成低频率的中频信号,引入一个本振信号并将其和射频信号分别通入到双平行马赫-曾德尔调制器两臂的两个子马赫-曾德尔调制器中,利用受激布里渊散射效应增益谱过滤出由射频信号与本振信号调制后产生的两个+1阶边带,之后这两个边带将会在光电探测器中拍频,得到中频信号。同时,该中频信号的相位可以通过调整双平行马赫-曾德尔调制器中母马赫-曾德尔调制器的偏置电压来改变。当下变频的射频信号频率为10.73 GHz时,最终可获得20~40 MHz范围内任意频率的信号,且其相位可在0°~360°之间线性变换。
微波光子 下变频 受激布里渊散射 双平行马赫-曾德尔调制器 相位可调
1 武汉邮电科学研究院, 武汉 430074
2 烽火通信科技股份有限公司, 武汉 430074
针对双平行马赫-曾德尔调制器工作点漂移的问题, 提出一种适用于16进制正交幅度调制的双平行马赫-曾德尔调制器自动偏压控制算法。算法分为两个部分, 初始化部分和跟踪锁定部分。初始化部分的目的是找到一个接近偏置电压的工作点, 以减少跟踪锁定部分算法锁定工作点需要花费的时间; 跟踪锁定部分使用抖动信号检测法找到精确工作偏置点, 并且能实时地跟踪随环境变化的偏置点, 使得偏置电压在尽量长时间内处于最佳偏置点附近, 且在最佳偏置点附近游走的范围尽量小。通过实验分析了影响算法结果的因素。实测数据表明, 此算法能在较短时间内找到双平行马赫-曾德尔调制器最佳工作偏置点, 并能实时进行跟踪调整。
双平行马赫-曾德尔调制器 自动偏压控制 初始化 跟踪锁定 dual parallel Mach-Zehnder modulator automatic bias control initialization tracking locking
1 北京工业大学 应用数理学院, 北京 100124
2 北京市精密测控技术与仪器工程技术研究中心, 北京 100124
3 电子信息控制重点实验室, 四川 成都 610036
采用了一种基于双平行马赫曾德调制器(DPMZM)产生四倍频微波信号的方法。理论分析了微波四倍频的基本原理,双平行马赫曾德调制器的上臂子MZM加载射频信号, 且上臂子MZM工作在最大传输点, 下臂子MZM直通光载波, 使DPMZM最终工作在载波抑制的偶次边带调制模式,结合光学带通滤波器滤除高阶杂散边带, 提升四倍频信号的纯净度。搭建了基于双平行马赫曾德调制器的四倍频微波光子链路, 并对四倍频系统的性能进行测试,实验结果表明系统的光边带抑制比和射频杂散抑制比分别达到了21.09 dB和28.41 dB。由于链路未引入额外的电子器件, 系统可以产生高达80 GHz的微波信号。基于双平行马赫曾德调制器产生四倍频微波信号的方法结构简单, 易于控制, 具有良好的倍频性能, 可实现高纯净度和高频率的四倍频信号的产生。
微波光子 双平行马赫曾德调制器 四倍频 微波信号产生 microwave photonic dual-parallel Mach-Zehnder modulator frequency quadrupling generation of microwave signal 红外与激光工程
2018, 47(9): 0918009
