Ya Guo 1,4Qiang Cai 1Zhiwei Jia 1Bingjie Xu 5[ ... ]Pu Li 1,2,3,*
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Advanced Transducers and Intelligent Control System, Ministry of Education, Taiyuan University of Technology, Taiyuan 030024, China
2 School of Information Engineering, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China
3 Key Laboratory of Specialty Fiber Optics and Optical Access Networks, Shanghai University, Shanghai 200444, China
4 School of Electronics and Information, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China
5 Science and Technology on Communication Security Laboratory, Institute of Southwestern Communication, Chengdu 610041, China
6 Department of Informatics and Computer Engineering, University of West Attica, Athens 12243, Greece
7 School of Electronic Engineering, Bangor University, Wales LL57 1UT, United Kingdom
All-optical analog-to-digital conversion is a paramount issue in modern science. How to implement real-time and ultrafast quantization to optical pulses with different intensities in an all-optical domain is a central problem. Here, we report a real-time demonstration of an all-optical quantization scheme based on slicing the supercontinuum in a nonlinear fiber. In comparison with previous schemes through off-line analysis of the power of different optical spectral components in the supercontinuum, this, to the best of our knowledge, is the first demonstration of such functionality online in the time domain. Moreover, the extinction ratio among the quantized outputs can exceed 10 dB, which further confirms the feasibility of the proposed quantization scheme. The current 3 bit resolution in the proof-of-principle experiment is limited by the current experimental condition, but it can be expected to be greatly enhanced through improving both the spectral width of the generated supercontinuum and the number of filtering channels used.
all-optical analog-to-digital conversion photonic quantization all-optical signal processing supercontinuum generation 
Chinese Optics Letters
2021, 19(8): 081901
作者单位
摘要
天津大学电气自动化与信息工程学院, 天津 300072
提出了一种基于光电振荡器的高速光采样技术。光电振荡器直接产生高重复频率、低时间抖动的采样脉冲,避免了对低重复频率采样脉冲的时域复用,可降低系统复杂性,提高系统效率。利用此光脉冲对信号进行时域傅里叶变换采样,信号在不同时刻的幅度信息被调制到不同波长的探测光上,再经过波分复用器或可调滤波器滤出不同中心波长的光,实现高速实时采样及串并转换,可与低速率的电模数转换量化匹配。实验产生重复频率为10 GHz、时间抖动为195 fs的光脉冲,并对三种不同波形的信号进行采样,得到采样波形,采样速率达到40 GSa/s。实验结果表明提出的基于光电振荡器的光采样技术是可行的。
信号处理 光模数转换 光电振荡器 光采样 光窄脉冲 时域傅里叶变换 
激光与光电子学进展
2018, 55(6): 060701
作者单位
摘要
上海交通大学区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 上海 200240
平衡探测器的两输入通路在增益和时延上的不对称会对基于平衡探测的光模数转换(PADC)系统的性能产生影响。建立了基于平衡探测的PADC系统的数学模型,理论上分析了系统有效比特位(ENOB)与平衡探测器两输入通路的增益和时延的不对称性,并仿真分析了增益和时延的不对称对系统ENOB的影响,同时进行了相应的实验验证。结果表明,在相同调制深度下,系统的ENOB随着两输入通路的相对增益和相对时延的增加而减小。当平衡探测器两输入通路在增益和时延上完全一致时,系统的ENOB随着调制深度的增加而逐渐减小;当平衡探测器两输入通路在增益和时延上存在偏差时,系统的ENOB随着调制深度的增加先增大后减小。
信号处理 光模数转换 平衡探测 增益不对称 时延不对称 
中国激光
2017, 44(5): 0506001
作者单位
摘要
电子科技大学光电信息学院, 四川 成都 610054
在模数转换系统中, 光模数转换(OADC)技术可增加系统带宽, 提高采样速率, 克服电子系统的瓶颈, 成为目前研究者们研究的热点。讨论了光模数转换技术的分类, 介绍了各类光模数转换技术的基本原理、实现方法以及技术特点。基于高速光采样和光量化, 深入分析了采样脉冲生成、多通道并行复用、空间干涉、光学非线性效应应用等关键技术, 并介绍了相关技术的研究进展和技术指标。
信号处理 光模数转换 光采样 光量化 
激光与光电子学进展
2016, 53(12): 120003
作者单位
摘要
中国电子科技集团公司第四十一研究所电子测试技术重点实验室, 山东 青岛 266555
由于电路时钟抖动和比较器弛豫等内禀属性的影响,传统的电子模数转换器已经不能满足高带宽数字信号处理的发展。模数转换主要包括采样、量化和编码。全光模数转换引入光子技术来对模拟电信号采样和量化,可以提高数字信号处理系统的性能,满足高速和高分辨率的需求,从而解决电子模数转换器的技术瓶颈问题。针对目前主要研究的全光模数方案,如泰勒方案、空间光干涉和偏振干涉的移相光量化方案、孤子自频移的方案、对称双波导长周期波导光栅和波导阵列光栅的方案等,介绍了其基本原理及实验方案,并对各种方案的特点进行了分析。
信号处理 全光模数转换 光采样 光量化 电光调制器 
激光与光电子学进展
2013, 50(8): 080025
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 流体物理研究所,四川 绵阳621900
基于高重复频率低抖动激光器,结合波分复用和时分复用,设计了一套高采样率高精度的光采样系统。给出了光采样量化精度、采样率与采样脉冲时间抖动以及幅度抖动的关系。分析了系统的偏振特性及减小色散累积时间抖动、光纤折射率引起的时间抖动的措施,同时讨论了高功率短脉冲激光在光纤中传输的非线性效应抑制措施。
光采样 偏振 时间抖动 非线性效应 optical analog-to-digital conversion polarization timing jitter nonlinear effect 
光通信研究
2013, 39(3): 41
作者单位
摘要
北京交通大学光波技术研究所,全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
在高速数字信号处理系统中,模数(A/D)转换技术被认为是制约其性能的主要因素。光电模数转换技术被认为是解决电子瓶颈问题、实现超宽带、高采样率和转换精度的A/D转换器的一种具有发展潜力的技术。提出了一种基于普通啁啾光纤光栅的时间展宽系统的结构,并将它与基于光纤色散的时间展宽系统进行了比较,还通过数值仿真分析了光纤光栅的反射谱纹波和群时延纹波对时间展宽系统的影响。普通啁啾光纤光栅的插入损耗和体积都很小,有利于研制小型化的高速A/D和光采样的高速示波器。
光通信 时间展宽 光模数转换 啁啾光纤光栅 
光学学报
2012, 32(s1): s106001
作者单位
摘要
清华大学电子工程系,清华大学信息科学与技术国家实验室,集成光电子学国家重点实验室,北京 100084
提出并实验验证了一种基于光频梳的超短光脉冲的产生方法。使用强度调制器和相位调制器级联直接调制直流激光得到了29条顶部功率变化小于1.5 dB的光频梳。利用单模光纤色散将光频梳整形成重复频率为10 GHz,脉宽为2.68 ps 的光脉冲。并成功用于对1~4 GHz信号采样,系统的信噪比可达33.83 dB,等效于5.33 bit的有效比特数。
超快光学 信号处理 光脉冲 光频梳 相位调制 光模数转换 
中国激光
2012, 39(12): 1205006
作者单位
摘要
清华大学电子工程系, 清华大学信息科学与技术国家实验室, 集成光电子学国家重点实验室, 北京 100084
全光模数转换器(ADC)在高速信号处理领域有重要应用。研究了基于偏振光干涉的移相光量化(PSOQ)全光模数转换器的频率响应特性。实验中将不同频率的正弦信号经过4 bit移相光量化全光模数转换器量化编码后,得到对应的数字信号。通过离散傅里叶变换,获得各个频率点的频谱。对频谱进行分析,得到不同频率下全光模数转换器的响应范围为74.07~74.22 dB,响应起伏小于0.15 dB。在此基础上,对频率为1 GHz的三角波信号进行全光量化,并得到3.31 bit的有效量化精度。结果表明,移相光量化方案的频率响应特性较好,验证了该方案应用于任意波形全光量化的可行性。
信号处理 全光模数转换 偏振干涉 移相 
中国激光
2012, 39(9): 0909002
作者单位
摘要
清华大学电子工程系清华大学信息科学与技术国家实验室,集成光电子学国家重点实验室, 北京 100084
提出了一种基于锁模脉冲源和高速光开关的时分抽样模数(A/D)转换系统。使用高重复频率、窄脉宽的锁模脉冲串对射频信号进行抽样,利用高速光开关进行时分复用,将高采样率的信号转换为并行的多路低采样率信号,以适应现有的电模数转换器进行量化和编码,并且通过改变光开关的频率,可以灵活地改变解复用后每路信号的频率。系统的优点在于可扩展性高,只需一个锁模脉冲源。使用10 GHz重复频率的锁模脉冲和1.25 GHz的高速光开关验证了系统方案的可行性。利用实验中得到的采样点可以较好地恢复出时域信号,并且得到了各个频率的频谱图。其信噪比可达32.02 dB,等效于5.03 bit的有效比特数。
信号处理 光模数转换 时分抽样 锁模脉冲 时分复用 
中国激光
2011, 38(1): 0105006

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