光纤延迟环型射频存储技术的优化研究
发布时间：2021-08-19 10:18
光纤延迟环型射频存储技术因其大瞬时带宽、快速响应能力等优势在电子干扰领域备受关注。为了实现复杂脉冲信号的多样式存储,先后实现了移频型、门控半导体光放大器（SOA）型、级联型等不同光纤延迟环结构,通过对延迟环结构的对比分析和优化设计,获得了高保真、高分辨率、长时延、脉宽可重构的多功能存储方案。级联存储结构,实现了超过2000次脉冲复制、大于500μs的高分辨率长时延存储,以及200 ns～10μs的脉宽重构,可广泛应用于大范围脉宽、快速长时延存储和复杂调制格式等不同场景中。
【文章来源】：中国激光. 2020,47(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
几种基本的基于光子学的射频存储结构
式中:γ为光耦合器的分光比;γ2为移频光纤环内器件的总插入损耗;G2为EDFA的整体放大倍数; ∏ m=2 i g [f 0 +(m-2)Δf] 为移频延迟环内多次循环后不同激光频点处的累积放大倍数,f0为第一次进环的起始频率,i为环内循环次数,Δf为AOM移频量;P0为输入光功率;η为调制器调制系数;ψ为探测器的响应率;n为循环次数;nsp为有源放大器的自发辐射因子;hν为光子能量;Bd为探测器带宽。假设移频器的移频量Δf为100 MHz,P0为13 mW,η为0.6,ψ为0.65 A/W,nsp-EDFA为6.5,环内的增益近似于环内的损耗。通过仿真可知,环内循环次数与信号功率、噪声功率及信噪比的关系如图2(a)和(b)所示,移频环在400次循环内的信噪比劣化速度较慢,主要原因是EDFA的自发辐射噪声较小,而超过400次循环后,移频环由于移频带来的信号光功率迅速衰减,导致信噪比衰减速度较快。图3 频谱仪工作于脉冲时域模式时的显示结果。
图2 移频环结构中的参数关系。接着,实验验证移频型存储结构的高保真存储性能。将输入射频脉冲的脉宽设置为250 ns,重复周期为1 ms,射频频率为6 GHz,两种存储单元内的时延量均为260 ns,AOM移频量为80 MHz,EDFA噪声系数为5.5,根据时序要求依次设置输入光开关、AOM、输出光开关的通断时间及通断次数,将探测器输出端接入频谱仪,频谱仪工作于脉冲时域模式,读取时域数据,如图3(a)中虚线所示。另外,在没有输入射频脉冲时以同样的工作模式测得系统噪声的时域信息,如图3(b)中虚线所示。单次循环时间为260 ns时,80 μs的存储时间就相当于循环307次。但是由于每循环一次,光频会整体频移80 MHz,故环内增益在不同频点的不平坦性将会导致循环次数足够大时环内增益迅速降低,脉冲信号及噪声的功率迅速减小。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于受激布里渊散射效应的微波光子下变频系统[J]. 李强,都聪,李想,王迪,董玮. 中国激光. 2019(07)
[2]光电振荡环路的微波光子变频与移相技术研究[J]. 李诚鑫,张宝富,卢麟,滕义超,李建华. 中国激光. 2019(01)
[3]光纤布拉格光栅损耗特性的测量与分析[J]. 王迪,皮浩洋,李璇,杨飞,叶青,蔡海文. 中国激光. 2018(06)
[4]光纤时间频率信号传递研究[J]. 刘涛,刘杰,邓雪,焦东东,高静,臧琦,曹群,赵侃,陈法喜,董瑞芳,张首刚. 时间频率学报. 2016(03)
本文编号：3351223
【文章来源】：中国激光. 2020,47(09)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
几种基本的基于光子学的射频存储结构
式中:γ为光耦合器的分光比;γ2为移频光纤环内器件的总插入损耗;G2为EDFA的整体放大倍数; ∏ m=2 i g [f 0 +(m-2)Δf] 为移频延迟环内多次循环后不同激光频点处的累积放大倍数,f0为第一次进环的起始频率,i为环内循环次数,Δf为AOM移频量;P0为输入光功率;η为调制器调制系数;ψ为探测器的响应率;n为循环次数;nsp为有源放大器的自发辐射因子;hν为光子能量;Bd为探测器带宽。假设移频器的移频量Δf为100 MHz,P0为13 mW,η为0.6,ψ为0.65 A/W,nsp-EDFA为6.5,环内的增益近似于环内的损耗。通过仿真可知,环内循环次数与信号功率、噪声功率及信噪比的关系如图2(a)和(b)所示,移频环在400次循环内的信噪比劣化速度较慢,主要原因是EDFA的自发辐射噪声较小,而超过400次循环后,移频环由于移频带来的信号光功率迅速衰减,导致信噪比衰减速度较快。图3 频谱仪工作于脉冲时域模式时的显示结果。
图2 移频环结构中的参数关系。接着,实验验证移频型存储结构的高保真存储性能。将输入射频脉冲的脉宽设置为250 ns,重复周期为1 ms,射频频率为6 GHz,两种存储单元内的时延量均为260 ns,AOM移频量为80 MHz,EDFA噪声系数为5.5,根据时序要求依次设置输入光开关、AOM、输出光开关的通断时间及通断次数,将探测器输出端接入频谱仪,频谱仪工作于脉冲时域模式,读取时域数据,如图3(a)中虚线所示。另外,在没有输入射频脉冲时以同样的工作模式测得系统噪声的时域信息,如图3(b)中虚线所示。单次循环时间为260 ns时,80 μs的存储时间就相当于循环307次。但是由于每循环一次,光频会整体频移80 MHz,故环内增益在不同频点的不平坦性将会导致循环次数足够大时环内增益迅速降低,脉冲信号及噪声的功率迅速减小。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于受激布里渊散射效应的微波光子下变频系统[J]. 李强,都聪,李想,王迪,董玮. 中国激光. 2019(07)
[2]光电振荡环路的微波光子变频与移相技术研究[J]. 李诚鑫,张宝富,卢麟,滕义超,李建华. 中国激光. 2019(01)
[3]光纤布拉格光栅损耗特性的测量与分析[J]. 王迪,皮浩洋,李璇,杨飞,叶青,蔡海文. 中国激光. 2018(06)
[4]光纤时间频率信号传递研究[J]. 刘涛,刘杰,邓雪,焦东东,高静,臧琦,曹群,赵侃,陈法喜,董瑞芳,张首刚. 时间频率学报. 2016(03)
本文编号：3351223
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