宽带可调谐双频移多波长布里渊光纤激光器

提出了一种采用高非线性光纤作为布里渊增益介质 的双倍布里渊频移间隔的多波长布里渊光纤激光器(MW-BEFL)。激光器利用两个环形器构成 双倍频移结构,将奇数阶的斯托克斯信号隔离在腔内循环,仅有泵浦 信号和偶数阶的斯托克斯信号能够耦合输出,实现了双倍布里渊频移的多波长输出。激光器 腔内没有引入 任何的有源增益介质对斯托克斯信号进行放大,消除了腔内自激模的影响。激光器的调谐范 围由布里渊泵 浦的工作波长和掺铒光纤放大器(EDFA)的增益带宽决定。实验中,在布里渊 抽运 功率为0dBm、EDFA的输出功率为20 dBm的情况下,在1536~1605nm之间得到双频移间隔的多 波长输出,调谐范围是69nm。     

基于双平行PM调制的60GHz光毫米波RoF系统研究

提出了一种采用相位调制器产生六倍频光载毫米波的RoF系统。该系统使用一个双平行相位调制器实现六倍频的调制,通过调节相位调制器的相位偏移量,产生出抑制一阶边带的光谱,耦合相减后得到三阶边带信号,在光电检测器中拍频,产生六倍于射频信号的光载毫米波。仿真结果表明,10GHz射频信号可以产生60GHz光载毫米波信号,5Gb/s的数据信号可在单模光纤中传输10km以上。     

基于调制边带法的高次倍频光毫米波产生

提出了利用外调制技术的调制边带法的六倍频和八倍频光毫米波产生方案。方案仅采用一个马赫曾德尔调制器,并利用其非线性传输特性,通过调节MZM 的偏置电压和调制电压,控制边带的强度,仅保留三阶边带或四阶边带,从而实现六倍频及八倍频光毫米波的产生。采用将基带数据信号仅调制在一个三阶边带或四阶边带分量的方式,有效防止走离。数值分析结果表明,提出的方案仅需10 GHz 及7.5 GHz 的调制信号频率就能得到60 GHz 毫米波,大大减小了调制信号频率,增加了上变频系数,传输距离可达160 km,而功率代价变化不大。与提出的其他高倍频技术相比,由于系统仅采用一个马赫曾德尔调制器,提出的方案系统结构更为简单,且此方案色散影响较小,传输距离更长。     

基于单MZM和FBG的10倍频抑制载波RoF系统

为优化光载无线通信系统(RoF)结构,提出了一种基于单马赫曾德尔外调制器(MZM)和光纤布拉格光栅(FBG)的10倍频抑制载波RoF系统实现方案。通过设置射频驱动信号幅度和MZM偏置电压抑制主载波和偶数阶边带,结合FBG滤波功能,最终实现10倍频RoF毫米波信号。理论推导了10倍频毫米波信号实现机理,优化了FBG带宽及反射率,实验结果表明该新型RoF系统传输20 km后功率代价为1.66 dB。     

基于并联调制器的高倍频毫米波信号生成

为了获得更高频率的信号，采用了一种基于并联马赫-曾德尔调制器（MZM）和半导体光纤四波混频效应的二十四倍频光生毫米波方案。本振信号被并联MZM调制后可以获得高纯度的±4阶边带，在四波混频效应下，又可以生成±12阶边带，用级联的布喇格光栅滤波器滤除±4阶边带，经光电探测器拍频便可生成二十四倍频信号。结果表明，当输入本振信号为5GHz时，生成的120GHz高频微波毫米波信号射频杂散抑制比为22dB，频谱纯度很高，且具有很好的可调谐性。该研究为高频微波毫米波信号的生成提供了更高的倍频方法。     

受激布里渊散射在被动毫米波综合孔径成像中的运用

提出了一种将受激布里渊散射(SBS)应用于被动毫 米波综合孔径成像中的方案。运用光纤SBS效应,对毫米波的 抑制载波双边带(DSB-SC)调制信号的一个边带进行放大同时抑制另一个边带,实现毫米波 信号的抑制载波单边带(SSB-SC)调制。将该方案应用 于被动毫米波综合孔径成像中,在获得毫米波信号上变频的同时实现了光学滤波以及单边 带功率放大。深入分析了SBS实现SSB-SC调制的原理以及运用于被动毫米波综 合孔径成像中的可行性。实验结果表明:本文方案可以有效 实现毫米波的上变频、功率放大及滤波功能;与传统电光调制系统相比,本文方案简单有效 ,由于系统对携带毫米波信息的边带有放大作用,可以运用于毫米波功率较低时的成像。     

基于串联双电极马赫-曾德尔调制器的六倍频技术

提出并理论分析和实验验证了一种新的产生毫米波的六倍频技术。该方法采用两个相同串联的双电极驱动马赫-曾德尔电光调制器(MZM),调节第一个MZM的偏置电压使其工作在最小传输模式,只输出奇次光谐波分量,调节第二个MZM的偏置电压使其工作在最大传输模式,抑制所有的奇次光谐波分量。实验结果显示,采用10 GHz的射频(RF)信号驱动这两台MZM后,输出60 GHz的毫米波信号,实现了六倍频。通过测量输出的信号性能指标并与未使用带通光滤波器方案作比较得出经过50 km光纤传输后,输出信号受到色散的影响小。     

基于18倍频技术的60GHz光载无线通信系统研究

理论提出并仿真研究了采用铌酸锂-马赫曾德尔 调制器(LN-MZM)和高非线性光纤(HNLF)中四 波混频(FWM)效应产生18倍频光载毫米波的光载无线通信(ROF)系 统。在中心站(CS),通过调节 LN-MZM的直流偏置电压和调制深度,射频(RF)信号间的相位差,产生±3阶边带,再利 用强度调制器 将基带数据调制到－3阶边带上,耦合后的两个3阶边带经光纤发送至基站(BS)。在基站 ,将耦合后的±3阶边带送入HNLF,经过FWM后生成±9阶边带,经滤波后在光电检测器中拍频得到18倍频 电毫米波信 号。仿真结果表明,采用3.3 GHz的RF信号,可产生频率为60 GHz的光载毫米波。2.5 Gb/s信号经光纤传 输40 km后,信号质量仍然良好。还研究了HNLF的输入光功率和长度 对系统性能的影响,得到了系统性能最佳的条件。     

采用单个相位调制器产生毫米波

实验研究了采用单个相位调制器(PM)产生毫米波的方案。该方案采用电混频器将射频(RF)信号与基带信号混频后再利用相位调制器产生双边带调制(DSB)信号,经光纤传输到基站后用一个光交叉复用器(IL)分离一阶边带和中心载波,一阶边带经过光电(O/E)检测器拍频产生两倍频于射频频率的毫米波,而中心载波可以作为上行链路载波重新利用。理论分析了该毫米波的传输性能,研究发现由于色散导致两个一阶边带时延不同,码元的占空比会随着传输距离的增加而减小,将限制毫米波的最大传输距离;实验中采用频率为20 GHz射频信号产生频率为40 GHz的毫米波,速率为2.5 Gbit/s的非归零(NRZ)码作为下行链路数据,经过20 km色散光纤传输后下行链路的功率代价为0.2 dBm。     

基于双平行马赫曾德尔调制器和受激布里渊散射效应的十倍频毫米波信号生成

提出了一种基于双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZ M)和受激布里渊散射(SBS)效应的10倍频mm 波信号生成方案,具有覆盖频段高和频谱纯度高等优点。在本文方案中,低频率的射频(RF )信号通过DPMZM 对激光器发出的光波进行调制,调节直流偏置电压,使DPMZM的主调制器和两个子调制器均 工作在最小传 输点(MITP),抑制光载波和偶数边带,进一步调节两个子调制器的调制深度和移相器的相 移,抑制一阶和 七阶边带,留下三阶和五阶边带,然后利用SBS效应进行布里渊边带滤波滤除三阶边带,仅 保留五阶边带, 再经光电探测器(PD)拍频即可获得10倍频mm波信号。通过仿真实验,以10 GHz的R F信号为驱 动信号,得到了100GHz的mm波信号,验证了方案的可行性。     

基于两个平行马赫-增德尔调制器的光载无线传输系统

为提高光载无线(radio over fiber,RoF) 传输系统中的光波信号的利用率,本文提出了一种基于两个平行马赫-增德尔调制器 (Mach-Zehnder modulator,MZM) 的RoF传输系统。两个平行MZM经射频(radio frequency,RF) 信号调制后,产生5个光边带信号,分别是正负一阶光边带、正负二阶光边带和光载波。其中正负二阶光边带使用基带数据进行调制,经光电检测器(photodiode,PD) 拍频后产生已调数据的毫米波信号,再由天线发射出去。正二阶边带和光载波经PD拍频后产生未调制数据的毫米波,该毫米波用于接收端解调的本振信号(local oscillator,LO) 。负二阶边带信号用于上行链路的光载波。在本系统中,5个光边带信号都被充分利用,提高了光信号的利用效率。此外,还分析了该系统通过色散介质的传输特性,为RoF通信系统提供了一种实用化的解决方案。     

一种基于并联DPMZM结构的无滤波器16倍频光生毫米波方案

提出了一种新的基于并联的双平行马赫曾德尔调制器(Dual parallel Mach Zehnder modulator,DPMZM)结构的光生毫米波方案,该方案无需滤波器即可产生高质量的16倍频毫米波。通过适当调节DPMZM下臂上的马赫曾德尔调制器(Mach Zehnder modulator,MZM)的偏置电压,可以灵活控制光的零阶边带的幅度;通过调节DPMZM上臂上MZM的调制系数和直流偏压,可以抑制奇次谐波;然后通过适当调节两DPMZM之间的相移,可以得到仅有±8阶边带的光谐波,后经光电探测器(Photo detector,PD)拍频得到高质量的16倍频毫米波信号。对16倍频毫米波产生的原理进行了详细分析,并通过仿真对方案的可行性进行了验证,光载波抑制比(Optical sideband suppression ratio,OSSR)为30.3 dB,RF杂散抑制比(Radio frequency spurious sideband suppression ratio,RFSSR)为23.5 dB。     

Sideband characteristic analysis of millimeter-wave generation based on optical carrier suppression

In this paper, we analyze the sideband performance of millimeter-wave (mm-wave) generated by the optical carrier suppression (OCS) method. Through adjusting the direct current (DC) bias of the Mach-Zehnder modulator (MZM), we study the output optical signal powers at different orders bands, and the DC bias tolerance while the value of the carrier suppression ratio is not lower than 10 dB. The separated right sideband is modulated by 5 Gbit/s data, and then combined with the left sideband. The generated millimeter wave optical signal is transmitted over 20 km standard single mode fiber (SMF), and the received power penalty is only 0.28 dB.     

An Optical Millimeter-Wave Generation Technique Based on Phase Modulation and Brillouin-Assisted Notch-Filtering

A novel approach to generate continuously tunable microwave and millimeter-wave (mm-wave) signals is proposed and experimentally demonstrated based on an optical phase modulator and a Brillouin-assisted notch-filtering technique. The strong optical carrier of the phase modulated signal is deeply suppressed by using stimulated Brillouin scattering (SBS) in a dispersion-shifted-fiber ring while the sidebands keep unchanged. Therefore, only even-order electrical harmonics exist at the output of a photodetector. As this SBS-assisted carrier-filter is narrow bandwidth and wavelength-independent, a wavelength-flexible way of optical generation mm-wave signals can be successfully realized.      

基于级联外调制器的六倍频微波信号的光学生成技术研究

提出并实验验证了一种基于级联偏振调制器(Po lM)和双平行马赫-曾德尔调制器(DPMZM)的六 倍频微波信号的光学生成方法。PolM在射频(RF)信号调制下,会产生多个光边带,通过调 节偏振控制 器(PC)和检偏器仅获得奇数阶边带,然后通过DPMZM,其中一子MZM调制RF信号,工作在 最大 传输点(MATP),另一子MZM不调制RF信号,从而抑制掉一阶边带,保留三阶边带,经光 电探测器(PD)拍频获得六倍频微波信号。仿真结果表明,在不利用任何光、电滤波器的情况下,调 制器消光比为 理想状态(100dB)时,RF杂散抑制比(RFSSR) 为34dB。即使消光比为非理想状态(30dB)时,生成微波信号的RF SSR仍可以达到21dB。理论分析和实验结果均验证 了方案的可行性。     

基于双平行MZM调制器和四波混频效应的高倍频微波信号的光学生成

提出了一种基于双平行Mach-Zehnder调制器(DPMZM ) 和半导体光放大器(SOA ) 的四波混频(FWM ) 效应的 24 倍频微波信号光学生成方案,具有覆盖频段高、系统结构简单 和 频谱纯度较高等优点。在本方案中,低频率的微波信号 通过 DPMZM 对光源进行调制,调节直流偏置点使 DPMZM 的两个子 MZM 和主 MZM 均偏置在最大传输点,抑制 所有 奇数边带,进一步调节两个子 MZM 的调制深度和移相器的相移,完全抑制光载波和二阶边带,得到±4阶光边带;再经 过 SOA 发生FWM效应 , 产生±12 光边带,经过光电探测器拍频后可获得 24 倍频的微波信号。最后,通过仿真实验, 以 10GHz 的微波信号为驱动信号,得到了 240GHz 的微波信号,验证了方案的可行性。     

A novel scheme to implement duplex 60-GHz radio-over-fiber link with 20-GHz double-sideband optical millimeter-wave transmitted along the fiber

A duplex radio-over-fiber (RoF) link with a novel scheme to generate 60-GHz millimeter (mm)-wave using 20 GHz double sideband (DSB) optical mm-wave with signal carried only by its optical carrier is investigated. In the RoF downlink, the modulation frequency to generate the DSB optical mm-wave is reduced greatly. The theoretical analysis and numerical simulation show that this scheme cannot only eliminate the code form distortion caused by the time shifting of the sidebands, but also reduce the influence of the fading effect as the DSB optical mm-wave signal is transmitted along the fiber. Based on the scheme, the duplex RoF link with the frequency up- (down-) conversion of the down- (up-) link mm-wave signal is built and the uplink transmission performance is analyzed theoretically.