提出了基于偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器(PDM-DPMZM)的基频/倍频三角波和方波产生方案。DPMZM1加载驱动射频信号,DPMZM2不加载驱动射频信号仅进行光载波相移时,检偏拍频后可产生载波基频的三角波和方波信号;当DPMZM1和DPMZM2同时加载驱动射频信号,且相位差控制为90°时,两路偏振光独立拍频后,可以产生载波二倍频的三角波和方波信号。通过改变射频信号的相位差和连接方式,仿真中分别产生了重复频率为10 GHz和20 GHz的三角波方波信号,通过射频信号幅度偏移和直流偏置漂移验证了方案的稳定性。所提方案采用了单调制器,且无需光电滤波处理,具有产生信号格式可重构、信号参数可调谐的优势,可满足未来高频电子系统的应用需求。

为了克服传统任意波形生成方法中电子瓶颈问题, 分析了基于微波光子学的射频任意波形的技术类型、特点和应用背景, 采用一种基于并联马赫-曾德尔调制器的倍频三角波生成方法, 引入均方根误差对输出信号和理想波形来评价, 并进行了理论分析和仿真验证。结果表明, 通过10GHz驱动信号生成了20GHz的三角波信号, 均方根误差为0.038, 即输出信号与理想信号吻合度较高;与其它方法相比, 该方法可生成倍频三角波, 信号波形与理论波形吻合度良好。该研究对未来基于微波光子学的射频任意波生成有指导意义。

利用光电振荡器(OEO)产生微波信号, 结合马赫-曾德尔调制器(MZM)的调制偏振敏感特性, 设计一种将微波三角波信号产生功能嵌入OEO系统的三角波和正弦信号发生器。MZM工作在最小传输点, 光场的偏振角通过偏振控制器调节后与调制器的最佳调制轴成一定夹角, 使平行于最佳调制轴的光场受载波抑制调制产生奇阶边带, 而正交分量的光场不被调制。两部分光场以符合三角波傅里叶关系的比例通过检偏器投影至同一方向, 并在光电探测器(PD)上拍频产生三角波信号。该三角波信号经过电带通滤波器后, 得到微波正弦信号输出并反馈完成OEO的振荡过程。理论上对三角波的产生原理进行分析和仿真, 实验上得到了质量良好的重复频率为5 GHz的三角波和正弦信号。本方案只需增加少量器件即可使OEO同时产生三角波、正弦信号, 结构简单, 具有实用性。

提出并验证了一种利用载波抑制调制和半导体激光器注入锁定相结合的倍频三角波产生方案。方案中激光器发出的连续光经正弦信号驱动的马赫-曾德尔调制器进行抑制载波调制后分为两路, 一路保持不变, 另一路注入分布反馈激光器锁定放大调制光的高阶谐波分量, 获得六倍频信号。两路信号经相位和功率比控制, 合路后在光电探测器中叠加产生二倍频的三角波信号。实验利用频率为3 GHz和4 GHz的正弦调制信号产生了6 GHz和8 GHz的二倍频全占空三角波信号。理论分析和实验结果均证明了此方案的可行性, 避免了复杂的谱线操作, 所提方案更加简单高效, 在高重复频率三角波产生方面有显著优势。