基于谱线间隔扩展的梳状谱发生器的设计

梳状谱渊韵云悦冤在光通信中有很多应用袁例如密集波分复用袁 光正交频分复用袁任意波形的产生咱员原猿暂遥在这些应用中袁韵云悦 的数 量尧光谱谱线带宽尧平坦度和光信噪比渊韵栽晕砸冤是考虑的关键因 素遥 现在已经提出了很多产生梳状谱的方法袁锁模激光器就是一 种可以产生具有大带宽和高稳定性的 韵云悦遥 然而袁该方案总是 需要复杂的控制才能实现稳定的操作袁 并且中心波长和频率间 隔很难调整到很宽的范围咱源暂遥 目前袁已经报道了一种在微谐振器 中通过非线性波混合产生光学频率梳的方法遥 这种梳状谱生成 方法的主要优点是体积小尧重复率高遥 通过用微波信号外部调制 单个激光源来产生 韵云悦 是非常经济的遥 这种方法的优点包括配 置简单袁运行稳定袁波长可调袁梳齿间距精确遥 通常使用马赫原曾 德尔调制器渊酝在酝冤和相位调制器渊孕酝冤来产生梳状谱咱圆原苑暂遥 为了产 生更多的光谱谱线袁在 韵云悦 发生器中使用更多的调制器级联遥 对 于级联 陨酝 和 孕酝袁文献咱远暂中产生了 员缘 根功率变化在 员 凿月 范围 内的梳状谱或 员苑 根功率变化在 猿 凿月 范围内的梳状谱遥 在这种 方案中袁光谱谱线的数量与相位调制指数成正比袁但是相位调制 器的射频信号幅度不能太大遥 文献咱苑暂中使用一个 陨酝 和两个 孕酝 直接通过正弦波形生成光学频率梳的方案袁获得了 圆怨 根谱线袁其 光谱功率变化小于 员援缘 凿月遥 但必须使用三个调制器袁使得成本 增加遥 在文献咱圆暂中使用两个级联强度调制器和一个双平行调制 器可以实现 圆园 根光谱功率在 园援远 凿月 内的梳状谱袁但必须使用三 个调制器袁因此成本也会增加遥 上述的光谱谱线的间隔都受到射 频信号频率的限制袁使得宽带的间隔也受到限制遥
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基于谱线间隔扩展的梳状谱发生器的设计
基于谱线间隔扩展的梳状谱发生器的设计
阅藻泽蚤早灶 燥枣 韵责贼蚤糟葬造 悦燥皂遭 郧藻灶藻则葬贼蚤燥灶 月葬泽藻凿 燥灶 杂责藻糟贼则怎皂 陨灶贼藻则增葬造 耘曾贼藻灶泽蚤燥灶
刘娜娜 渊上海大学通信与信息工程学院袁上海 圆园园源源源冤
摘要院提出了一种基于强度调制器穴陨酝雪级联双平行马赫原曾德尔调制器渊阅孕酝在酝冤产生宽带梳状谱的方案袁并通过系统 仿真验证了方案的可行性遥 在该方案中袁调整 陨酝 的直流偏置电压使得谱线间隔得到了扩展袁带宽得到了提高遥 通过调整射 频渊砸云冤信号的功率和施加到调制器的直流偏置电压袁实现了平坦且间隔可调的梳状谱袁产生了 员缘尧圆园 根且平坦度小于 园援缘 凿月 的光谱谱线遥 频谱能够满足 韵云阅酝 调制的要求袁并且可以用于未来的高容量光传输系统遥
本文提出了基于强度调制器级联双平行马赫原曾德尔调制 器产生平坦稳定梳状谱的方案袁实现了谱线间隔的扩展遥 员 系统结构与工作原理
图 员 为基于 陨酝 级联 阅孕酝在酝 产生梳状谱的原理图遥 它由 连续波渊悦宰冤激光器尧偏振控制器尧强度调制器尧双平行马赫原曾 德尔调制器尧光放大器渊粤酝孕冤尧光谱分析仪渊韵杂粤冤等组成遥 员援员 陨酝 产生梳状谱
假设输入到 陨酝 的光信号为 耘蚤灶渊贼冤越藻曾责渊躁棕糟贼冤袁其中 耘 和 棕糟 分别表示激光器的幅值和中心角频率袁输入到 陨酝 的射频信号为
图 员 基于 陨酝 级联 阅孕酝在酝 的梳状谱发生器示意图
灾砸云员渊贼冤越灾员泽蚤灶渊棕员贼冤袁驱动信号 砸云员 的幅值为 灾员袁频率为 枣员袁偏置
电压为 灾遭蚤葬泽员遥 那么 陨酝 输出的光信号表达式为院
关键词院强度调制器袁双平行马赫原曾德尔调制器袁梳状谱 粤遭泽贼则葬糟贼押粤 泽糟澡藻皂藻 枣燥则 早藻灶藻则葬贼蚤灶早 遭则燥葬凿遭葬灶凿 燥责贼蚤糟葬造 枣则藻择怎藻灶糟赠 糟燥皂遭 遭葬泽藻凿 燥灶 蚤灶贼藻灶泽蚤贼赠 皂燥凿怎造葬贼燥则 穴陨酝雪 糟葬泽糟葬凿藻凿 凿怎葬造 责葬则葬造造藻造 酝葬糟澡原在藻澡灶凿藻则 皂燥凿怎造葬贼燥则 穴阅孕酝在酝雪 燥枣 蚤泽 责则燥责燥泽藻凿 蚤灶 贼澡蚤泽 责葬责藻则援栽澡藻 枣藻葬泽蚤遭蚤造蚤贼赠 燥枣 贼澡藻 泽糟澡藻皂藻 蚤泽 增藻则蚤枣蚤藻凿 遭赠 泽赠泽贼藻皂 泽蚤皂怎造葬贼蚤燥灶援陨灶 贼澡蚤泽 泽糟澡藻皂藻熏贼澡藻 阅悦 遭蚤葬泽 增燥造贼葬早藻 燥枣 贼澡藻 陨酝 蚤泽 葬凿躁怎泽贼藻凿 泽燥 贼澡葬贼 贼澡藻 枣则藻择怎藻灶糟赠 蚤灶贼藻则增葬造 蚤泽 藻曾贼藻灶凿藻凿 葬灶凿 贼澡藻 遭葬灶凿憎蚤凿贼澡 蚤泽 蚤皂责则燥增藻凿援月赠 葬凿躁怎泽贼蚤灶早 贼澡藻 责燥憎藻则 燥枣 贼澡藻 则葬凿蚤燥 枣则藻择怎藻灶糟赠 穴砸云雪 泽蚤早灶葬造 葬灶凿 贼澡藻 阅悦 遭蚤葬泽 葬责责造蚤藻凿 贼燥 贼澡藻 皂燥凿怎造葬贼燥则熏 葬 枣造葬贼 葬灶凿 遭则燥葬凿遭葬灶凿 燥责贼蚤糟葬造 枣则藻择怎藻灶糟赠 糟燥皂遭 糟葬灶 遭藻 葬糟澡蚤藻增藻凿援员缘 葬灶凿 圆园 糟燥皂遭 造蚤灶藻泽 憎蚤贼澡 贼澡藻 糟燥皂遭 枣造葬贼灶藻泽泽 憎蚤贼澡蚤灶 员 凿月 糟葬灶 遭藻 早藻灶藻则葬贼藻凿援栽澡藻 泽责藻糟贼则怎皂 糟葬灶 皂藻藻贼 贼澡藻 则藻择怎蚤则藻皂藻灶贼泽 燥枣 韵云阅酝 皂燥凿怎造葬贼蚤燥灶援 运藻赠憎燥则凿泽押蚤灶贼藻灶泽蚤贼赠 皂燥凿怎造葬贼燥则熏凿怎葬造 责葬则葬造造藻造 酝葬糟澡原在藻澡灶凿藻则 皂燥凿怎造葬贼燥则熏燥责贼蚤糟葬造 枣则藻择怎藻灶糟赠 糟燥皂遭
调整 陨酝 的直流偏置电压使得的频率的间隔得到扩展袁将直
流偏置电压 灾遭蚤葬泽员 设置为 园袁此时 陨酝 处在最大工作点袁奇次谐波 边带全部被抑制遥 此时只需要调节 砸云员 幅值 灾员袁使得光载波尧正 负二阶谐波分量的幅值相等袁 就可以得到 猿 根只含有偶次谐波
移 蓘 蓡 耘棕员 贼
肄 灶越原肄
允灶 渊皂员 冤藻躁准员 垣允灶 渊原皂员 冤藻原躁准员
渊员冤
其中袁棕员越圆仔枣员袁皂员越仔灾员 辕 灾仔 是 陨酝 的调制系数袁渍越仔灾遭蚤葬泽 辕 灾仔 是 陨酝 上施加的直流偏置电压 灾遭蚤葬泽员 造成的相位变化袁允渊窑冤是第 一类 灶 阶贝塞尔函数渊允葬糟燥遭蚤原粤灶早藻则 藻曾责葬灶泽蚤燥灶冤遥