无滤波高倍频光载毫米波生成技术
发布时间：2021-06-09 20:03
提出了一种无滤波的高倍频光载毫米波生成方案.该方案未使用相关的光/电滤波器就可16倍频的毫米波信号.整个系统采用三平行的马赫-曾德尔调制器结构和单个马赫-曾德尔调制器级联,通过调整系统的参数可以很好地抑制所有冗余光边带,只留下高质量的8阶光边带,无需任何光/电滤波器就能够得到16倍频的高质量毫米波信号.另外,详细分析了系统的工作原理,并通过仿真验证了调制深度、消光比、移相器偏移以及调制器偏压对系统的影响.研究结果表明将2Gbit/s的非归零码型数据与10GHz的射频信号混频后作为马赫-曾德尔调制器的驱动信号,系统经过50km光纤传输后的链路功率代价为1.0dB,具有良好的传输性能.该方案对于无滤波的高倍频毫米波生成有一定的参考价值.
【文章来源】：光子学报. 2020,49(04)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
毫米波发生器结构示意图
在调制深度m=π时，三平行MZM调制器结构的输出光谱图如图2所示，除-4阶和+4阶光边带之外的冗余边带几乎被完全抑制，完全满足系统需求．第二级MZM调制器的半波电压Vπ＿2=4V，工作在最小传输点，将2Gbit/s的非归零码型的基带数据信号调制在光信号上，然后经过掺铒光纤放大器和光纤传输后到达接受端，其中光纤的色散系数为17ps/（nm·km），为了突显色散对系统传输性能的影响，忽略光纤的非线性效应和损耗．在接收端，通过PD拍频生成16倍频毫米波信号，PD的响应灵敏度为R=0.6A/W．最终得到光谱图和输出RF信号图，分别如图3所示．由图3可知，系统很好地抑制了除-8阶和+8阶信号光边带之外的冗余边带，光边带抑制比（Optical Sideband Suppression Ratio,OSSR）的值可达到41dB．同样从频谱图可以得知160GHz以外的信号都被抑制，射频杂散抑制比（Radio Frequency Stray Suppression Ratio,RFSSR）的值可以达到30dB．较高的OSSR和RFSSR说明系统得到的信号质量较高，纯度较好．
第二级MZM调制器的半波电压Vπ＿2=4V，工作在最小传输点，将2Gbit/s的非归零码型的基带数据信号调制在光信号上，然后经过掺铒光纤放大器和光纤传输后到达接受端，其中光纤的色散系数为17ps/（nm·km），为了突显色散对系统传输性能的影响，忽略光纤的非线性效应和损耗．在接收端，通过PD拍频生成16倍频毫米波信号，PD的响应灵敏度为R=0.6A/W．最终得到光谱图和输出RF信号图，分别如图3所示．由图3可知，系统很好地抑制了除-8阶和+8阶信号光边带之外的冗余边带，光边带抑制比（Optical Sideband Suppression Ratio,OSSR）的值可达到41dB．同样从频谱图可以得知160GHz以外的信号都被抑制，射频杂散抑制比（Radio Frequency Stray Suppression Ratio,RFSSR）的值可以达到30dB．较高的OSSR和RFSSR说明系统得到的信号质量较高，纯度较好．系统需要对过程中的光边带抑制比和最终得到电信号的射频杂散抑制比来进行状态分析．调整MZM-c的偏压一直处于最佳值，MZM-c的偏压随系统调制深度的变化如图4所示，从图中的曲线可以看出偏压的变化趋势先是逐渐减小后是逐渐增大．通过调整MZM-c的偏压，可以达到恰好消除零阶光边带的效果．
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光载波抑制调制的可调谐高倍频毫米波信号发生器[J]. 刘婷婷,裴丽,王一群,吴良英,郑晶晶,李晶. 光子学报. 2018(12)
[2]基于并联调制器的高倍频毫米波信号生成[J]. 洪赞扬,王天亮,王金华. 激光技术. 2019(02)
[3]基于级联双平行MZM的16倍频光生毫米波技术[J]. 应祥岳,徐铁峰,李军,文化锋,张秀普. 光电子·激光. 2017(11)
[4]马赫-曾德尔调制器任意偏置点稳定控制技术[J]. 郝崇正,李洪祚,孙权,杨悦,王大帅. 光子学报. 2017(10)
[5]基于级联调制器的24倍频毫米波信号产生[J]. 彭继慎,温禄淳. 半导体光电. 2016(05)
[6]三角波扫频的可调谐毫米波RoF下行链路性能分析（英文）[J]. 王一群,裴丽,李月琴,高嵩. 红外与激光工程. 2016(05)
[7]基于双平行马赫-曾德尔调制器的光子倍频毫米波生成的研究[J]. 张敬,王目光,邵晨光,李唐军,简水生. 光学学报. 2014(03)
[8]一种改进的基于前向调制技术生成60GHz毫米波方案[J]. 许丽丽,宁提纲,李晶,裴丽,油海东,陈宏尧,张婵. 光学学报. 2013(02)
[9]毫米波副载波光纤通信技术的研究进展[J]. 方祖捷,叶青,刘峰,瞿荣辉. 中国激光. 2006(04)
硕士论文
[1]马赫—曾德尔调制器偏置电压自适应控制技术研究[D]. 谭芷莹.华中科技大学 2016
本文编号：3221227
【文章来源】：光子学报. 2020,49(04)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
毫米波发生器结构示意图
在调制深度m=π时，三平行MZM调制器结构的输出光谱图如图2所示，除-4阶和+4阶光边带之外的冗余边带几乎被完全抑制，完全满足系统需求．第二级MZM调制器的半波电压Vπ＿2=4V，工作在最小传输点，将2Gbit/s的非归零码型的基带数据信号调制在光信号上，然后经过掺铒光纤放大器和光纤传输后到达接受端，其中光纤的色散系数为17ps/（nm·km），为了突显色散对系统传输性能的影响，忽略光纤的非线性效应和损耗．在接收端，通过PD拍频生成16倍频毫米波信号，PD的响应灵敏度为R=0.6A/W．最终得到光谱图和输出RF信号图，分别如图3所示．由图3可知，系统很好地抑制了除-8阶和+8阶信号光边带之外的冗余边带，光边带抑制比（Optical Sideband Suppression Ratio,OSSR）的值可达到41dB．同样从频谱图可以得知160GHz以外的信号都被抑制，射频杂散抑制比（Radio Frequency Stray Suppression Ratio,RFSSR）的值可以达到30dB．较高的OSSR和RFSSR说明系统得到的信号质量较高，纯度较好．
第二级MZM调制器的半波电压Vπ＿2=4V，工作在最小传输点，将2Gbit/s的非归零码型的基带数据信号调制在光信号上，然后经过掺铒光纤放大器和光纤传输后到达接受端，其中光纤的色散系数为17ps/（nm·km），为了突显色散对系统传输性能的影响，忽略光纤的非线性效应和损耗．在接收端，通过PD拍频生成16倍频毫米波信号，PD的响应灵敏度为R=0.6A/W．最终得到光谱图和输出RF信号图，分别如图3所示．由图3可知，系统很好地抑制了除-8阶和+8阶信号光边带之外的冗余边带，光边带抑制比（Optical Sideband Suppression Ratio,OSSR）的值可达到41dB．同样从频谱图可以得知160GHz以外的信号都被抑制，射频杂散抑制比（Radio Frequency Stray Suppression Ratio,RFSSR）的值可以达到30dB．较高的OSSR和RFSSR说明系统得到的信号质量较高，纯度较好．系统需要对过程中的光边带抑制比和最终得到电信号的射频杂散抑制比来进行状态分析．调整MZM-c的偏压一直处于最佳值，MZM-c的偏压随系统调制深度的变化如图4所示，从图中的曲线可以看出偏压的变化趋势先是逐渐减小后是逐渐增大．通过调整MZM-c的偏压，可以达到恰好消除零阶光边带的效果．
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于光载波抑制调制的可调谐高倍频毫米波信号发生器[J]. 刘婷婷,裴丽,王一群,吴良英,郑晶晶,李晶. 光子学报. 2018(12)
[2]基于并联调制器的高倍频毫米波信号生成[J]. 洪赞扬,王天亮,王金华. 激光技术. 2019(02)
[3]基于级联双平行MZM的16倍频光生毫米波技术[J]. 应祥岳,徐铁峰,李军,文化锋,张秀普. 光电子·激光. 2017(11)
[4]马赫-曾德尔调制器任意偏置点稳定控制技术[J]. 郝崇正,李洪祚,孙权,杨悦,王大帅. 光子学报. 2017(10)
[5]基于级联调制器的24倍频毫米波信号产生[J]. 彭继慎,温禄淳. 半导体光电. 2016(05)
[6]三角波扫频的可调谐毫米波RoF下行链路性能分析（英文）[J]. 王一群,裴丽,李月琴,高嵩. 红外与激光工程. 2016(05)
[7]基于双平行马赫-曾德尔调制器的光子倍频毫米波生成的研究[J]. 张敬,王目光,邵晨光,李唐军,简水生. 光学学报. 2014(03)
[8]一种改进的基于前向调制技术生成60GHz毫米波方案[J]. 许丽丽,宁提纲,李晶,裴丽,油海东,陈宏尧,张婵. 光学学报. 2013(02)
[9]毫米波副载波光纤通信技术的研究进展[J]. 方祖捷,叶青,刘峰,瞿荣辉. 中国激光. 2006(04)
硕士论文
[1]马赫—曾德尔调制器偏置电压自适应控制技术研究[D]. 谭芷莹.华中科技大学 2016
本文编号：3221227
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