一种任意波形光脉冲发生器

摘要

一种任意波形光脉冲发生器，由单波长激光器、偏振控制器、幅度调制器、可调调谐带通滤波器、微波延时线、20:80耦合器、微波耦合器、微波源和掺铒光纤放大器组成，由微波源产生的微波经过耦合器分成两路，经过可调谐微波延时线后，利用幅度调制器调制单波长激光器，可调谐带通滤波器滤出其上边带，应用20:80 耦合器分为两部分，20%部分作为频率梳的一个频率，而80%部分受到另外一个幅度调制器的调制，进而产生频率梳的另外一个频率，根据幅度调制原理，调整微波延时线，即可调整频率梳的相位，而改变掺铒光线放大器的驱动电流可以调整频率梳的幅度，进而实现整形；相位和幅度调整方法简单，能够在常温下稳定工作。

说明书

技术领域

 本发明属于光纤通信和光电子技术领域，特别是一种任意波形光脉冲发生器。

背景技术

随着现代通信网、计算机网业务的大量增加，数据量爆炸式的增长，人们对带宽的要求越来越高，而解决这一问题的关键之一就是能产生全光矢量调制的各种复杂码型。这就不仅要求光脉冲的幅度可以控制，还要求对光脉冲的波形及相位能够根据需求进行控制。在过去几年，光学的发展使得控制和测量与光脉冲对应的电场的相位成为可能，这一发展促进了光学频率梳(简称“光梳”)和光域的任意波形产生技术的研究。光域的任意波形产生技术能够在光域上产生任意波形的超短光脉冲，突破了电子瓶颈对速度的制约，不仅可用在超高速光纤通信中进行色散补偿，用于高速光通信中产生各种码型的光脉冲，还能够产生宽带微波信号，有利于进一步提高通信网的传输速率，在光通信以及光信息处理等领域具有广阔的应用前景。

发明内容

本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种低成本、结构紧凑、相位调整简单的任意波形光脉冲发生器。

本发明的技术方案：

一种任意波形光脉冲发生器，由单波长激光器、偏振控制器a、幅度调制器a 、可调调谐带通滤波器a、微波延时线a 、20:80耦合器a、微波耦合器、微波源、掺铒光纤放大器a、偏振控制器b、幅度调制器b 、微波延时线b、可调调谐带通滤波器b 、20:80耦合器b和掺铒光纤放大器b组成，单波长激光器、偏振控制器a、幅度调制器a、可调调谐带通滤波器a、20:80耦合器a、偏振控制器b、幅度调制器b、可调调谐带通滤波器b和20:80耦合器b通过光纤串联连接，其中单波长激光器与偏振控制器a的一端相连，偏振控制器a的另一端与幅度调制器a的a端口相连，幅度调制器a的c端口与可调调谐带通滤波器a的输入端相连，可调调谐带通滤波器a的输出端口与20:80耦合器a的d端口相连，20:80耦合器a的e端口与偏振控制器b的一端相连，20:80耦合器a的f端口与掺铒光纤放大器a相连，偏振控制器b的另一端与幅度调制器b的j端口相连，幅度调制器b的l端口与可调调谐带通滤波器b的输入端相连，可调调谐带通滤波器b的输出端与20:80耦合器b的m端口相连；幅度调制器a的b端口与微波延时线a的一端相连，微波延时线a的另一端与微波耦合器的h端口相连，微波耦合器的i端口与微波延时线b的一端相连，微波延时线b的另一端与幅度调制器b的k端口相连，微波耦合器的g端口与微波源相连；20:80耦合器b的n端口与掺铒光纤放大器b相连，20:80耦合器b的p端口为扩展端口。

本发明的工作原理：

由微波源产生的微波经过耦合器分成两路（也可扩展到n路），经过可调谐微波延时线后，利用幅度调制器调制单波长激光器，可调谐带通滤波器滤出其上边带，应用20:80 耦合器分为两部分，20%部分作为频率梳的一个频率，而80%部分受到另外一个幅度调制器的调制，进而产生频率梳的另外一个频率，根据幅度调制原理，调整微波延时线，即可调整频率梳的相位，而改变掺铒光线放大器的驱动电流可以调整频率梳的幅度，进而实现整形。该结构经过扩展，可以产生多个频率。

本发明的优点是：用改变微波相位的方式来调整频率梳的相位，用调整掺铒光纤放大器放大器驱动电流的方式调整频率梳的幅度，相位和幅度调整方法简单，能够在常温下稳定工作。

附图说明

图1是本发明的任意波形光脉冲发生器的结构示意图。

图中：1.单波长激光器    2.偏振控制器a    3.幅度调制器a

4.可调调谐带通滤波器a   5.微波延时线a   6.20:80耦合器a  7.微波耦合器 8.微波源   9.掺铒光纤放大器a   10.偏振控制器b   11.幅度调制器b

12.微波延时线b   13.可调调谐带通滤波器b   14.20:80耦合器b

15.掺铒光纤放大器b 。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的具体说明。

实施例1：

一种任意波形光脉冲发生器，如图1所示，由单波长激光器1、偏振控制器a 2、幅度调制器a 3、可调调谐带通滤波器a4、微波延时线a 5、20:80耦合器a6、微波耦合器 7、微波源 8、掺铒光纤放大器a9、偏振控制器b10、幅度调制器b 11、微波延时线b 12、可调调谐带通滤波器b 13、20:80耦合器b 14和掺铒光纤放大器b 15组成，单波长激光器1、偏振控制器a 2、幅度调制器a 3、可调调谐带通滤波器a4、20:80耦合器a6、偏振控制器b10、幅度调制器b 11、可调调谐带通滤波器b 13和20:80耦合器b 14通过光纤串联连接，其中单波长激光器1与偏振控制器a2的一端相连，偏振控制器a2的另一端与幅度调制器a3的a端口相连，幅度调制器a3的c端口与可调调谐带通滤波器a 4的输入端相连，可调调谐带通滤波器a4的输出端口与20:80耦合器a6的d端口相连，20:80耦合器a6的e端口与偏振控制器b10的一端相连，20:80耦合器a6的f端口与掺铒光纤放大器a9相连，偏振控制器b10的另一端与幅度调制器b11的j端口相连，幅度调制器b11的l端口与可调调谐带通滤波器b13的输入端相连，可调调谐带通滤波器b13的输出端与20:80耦合器b14的m端口相连；幅度调制器a3的b端口与微波延时线a5的一端相连，微波延时线a5的另一端与微波耦合器7的h端口相连，微波耦合器7的i端口与微波延时线b12的一端相连，微波延时线b12的另一端与幅度调制器b11的k端口相连，微波耦合器7的g端口与微波源8相连；20:80耦合器b14的n端口与掺铒光纤放大器b 15相连，20:80耦合器b14的p端口为扩展端口。

该实施例中， 微波源可经过耦合器可分为3-10路，进而产生频率数为3-10的频率梳；幅度调制器1 2可以换位载波频率范围和调制信号频率范围都相同的相位调制器；可调谐带通滤波器的带宽小于微波频率。