本实用创新型公开了一种基于声光滤波器的光载波边带比可调谐装置,属于光纤通信、声光调制、仪器仪表领域。激光器(11)的输出端接马赫增德尔调制器(13)的光输入端,毫米波本振源(12)的输出端接马赫增德尔调制器(13)的电调制端,马赫增德尔调制器(13)的光输出端接FBG型全光纤声光滤波器(14)一端;其中FBG型全光纤声光滤波器(14)由信号发生器(21)、压电陶瓷片(22)、玻璃圆锥(23)以及光纤布拉格光栅(24)组成。改变施加在FBG型声光滤波器(14)上的声波频率以及施加在压电陶瓷片(22)上的声致应变幅度,能够实现马赫增德尔调制器(13)的光输出端输出的光单边带信号光载波边带比的连续可调谐。
1.一种基于声光滤波器的光载波边带比可调谐装置,其特征在于,该装置包括:激光器(11)、毫米波本振源(12)、马赫增德尔调制器(13)和FBG型全光纤声光滤波器(14);具体连接方式为:激光器(11)的输出端接马赫增德尔调制器(13)的光输入端,毫米波本振源(12)的输出端接马赫增德尔调制器(13)的电调制端,马赫增德尔调制器(13)的光输出端接FBG型全光纤声光滤波器(14)一端;其中FBG型全光纤声光滤波器(14)由信号发生器(21)、压电陶瓷片(22)、玻璃圆锥(23)以及光纤布拉格光栅(24)组成。FBG型全光纤声光滤波器(14)透射谱中次透射峰和主透射峰之间的波长间距同压电陶瓷片(22)所加声波频率成一定的线性关系;主透射峰和次透射峰的透射率同FBG型声光滤波器(14)中压电陶瓷片(22)两端声致应变幅度有一定的对应关系。
2.根据权利要求1所述的一种基于声光滤波器的光载波边带比可调谐装置,其特征在于:改变施加在FBG型声光滤波器(14)上的声波频率以及施加在压电陶瓷片(22)上的声致应变幅度,能够实现马赫增德尔调制器(13)的光输出端输出的光单边带信号光载波边带比的连续可调谐。
3.根据权利要求1所述的一种基于声光滤波器的光载波边带比可调谐装置,其特征在于:所述的马赫增德尔调制器(13)输出的单边带信号包括载频(31)和右边带(32)或者载频(31)和左边带(33)。
4.根据权利要求1所述的一种基于声光滤波器的光载波边带比可调谐装置,其特征在于:所述的FBG型声光滤波器(14)透射谱中包括主透射峰(41)、左次透射峰(43)、右次透射峰(42)。
5.根据权利要求1所述的一种基于声光滤波器的光载波边带比可调谐装置,其特征在于:激光器(11)包括脉冲锁模激光器(MLL)和连续波激光器(CW)。
6.根据权利要求1所述的一种基于声光滤波器的光载波边带比可调谐装置,其特征在于:马赫增德尔调制器(13)包括单驱动马赫增德尔调制器以及双驱动马赫增德尔调制器。技术领域
本实用新型涉及一种基于声光滤波器的光载波边带比可调谐装置,属于光纤通信、声光调制、仪器仪表领域。
背景技术
微波光子学是一门研究微波与光子间的相互作用及其应用的学科。近年来,微波光子学的一项最重要应用是无线通信中利用光纤进行微波载波信号的传输,被称为光载无线(RoF,Radioxa0overxa0Fiber)通信系统。RoF通信系统结合传统微波通信与光通信的优势,利用光纤拉远延长了高频微波信号的空间传输距离,在此基础上可实现高达Gbps量级的无线宽带接入,将网络通信容量提升一至两个数量级,应用前景广阔。研究毫米波频段RoF通信系统,首先要解决的是光纤色散对射频功率周期性衰落。光单边带(OSSB)调制被认为是解决射频功率周期性衰落的最有效途径,然而,OSSB调制信号的光载波边带比(OCSR)也是影响RoF模拟光链路接收灵敏度的重要指标,例如,单个副载波调制时,最佳的OCSR在0dB附近。对于传统的副载波调制中,为避免高次谐波干扰和高阶互调干扰,射频调制多采用小信号调制,这种方法的最大缺点是OCSR过大,以致于不携带数据的光载波占据了光功率的绝大部分,造成资源浪费。光纤布拉格光栅(FBG)型全光纤声光滤波器是利用纵向声波对FBG进行轴向、周期性的压缩和拉伸,使得FBG的传输特性发生变化。FBG型全光纤声光滤波器以其特殊的传输特性、结构简单等优点,可用于滤波、多路复用、光纤激光器的选频等。近年来,国际上相继报道了多种调节OCSR的方法,例如墨尔本大学的M.Attygalle等人利用窄带光纤光栅对位于相同波长的光载波进行衰减,成功地将OCSR降低了7.5dB,但是方案无法对OCSR进行动态调谐;加拿大康考迪亚大学的H.Bouchaib等人提出了一种基于双平行马赫增德尔调制器的可调OCSR光单边带调制方法,通过同时改变调制器的两个偏置电压点可以对OCSR进行动态调节。该种方法实现过程中需要对调制器的偏置点进行精确调节,成本较高,不易操作。实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是,克服目前RoF模拟光链路中已调OSSB信号的OCSR不能简易、快速可调谐这一难题,并充分利用FBG型全光纤声光滤波器的特性,提供一种基于声光滤波器的光载波边带比可调谐装置。本实用新型采用的技术方案:一种基于声光滤波器的光载波边带比可调谐装置,该装置包括:激光器、毫米波本振源、马赫增德尔调制器和FBG型全光纤声光滤波器;具体连接方式为:激光器的输出端接马赫增德尔调制器的光输入端,毫米波本振源的输出端接马赫增德尔调制器的电调制端,马赫增德尔调制器的光输出端接FBG型全光纤声光滤波器一端;其中FBG型全光纤声光滤波器由信号发生器、压电陶瓷片、玻璃圆锥以及光纤布拉格光栅组成。FBG型全光纤声光滤波器透射谱中次透射峰和主透射峰之间的波长间距同压电陶瓷片所加声波频率成一定的线性关系;主透射峰和次透射峰的透射率同FBG型声光滤波器中压电陶瓷片两端声致应变幅度有一定的对应关系。改变施加在FBG型声光滤波器上的声波频率以及施加在压电陶瓷片上的声致应变幅度,能够实现马赫增德尔调制器的光输出端输出的光单边带信号光载波边带比的连续可调谐。所述的马赫增德尔调制器输出的单边带信号包括载频和右边带或者载频和左边带。所述的FBG型声光滤波器透射谱中包括主透射峰、左次透射峰、右次透射峰。激光器包括脉冲锁模激光器(MLL)和连续波激光器(CW)。马赫增德尔调制器包括单驱动马赫增德尔调制器以及双驱动马赫增德尔调制器。本实用新型和已有技术相比所具有的有益效果如下:本实用新型采用FBG型全光纤声光滤波器,只需改变施加在FBG型声光滤波器上的声波频率以及施加在压电陶瓷片上的声致应变幅度,即可实现马赫增德尔输出的光单边带信号的光载波边带比的连续可调谐。整个装置仅有一个激光器、一个马赫增德尔调制器以及一个FBG型声光滤波器组成,而FBG型声光滤波器仅由信号发生器、压电陶瓷片、玻璃圆锥以及光纤布拉格光栅组成,构建成本低,能够很好与通信光纤匹配,连接损耗小。本实用新型能够实现光单边带已调信号光载波边带比的连续大范围可调谐,故而适用于对RoF系统链路设计以及性能优化等领域。
附图说明
图1为基于声光滤波器的光载波边带比可调谐装置示意图。图2为图1中的FBG型全光纤声光滤波器结构图。图3为实施例一中马赫增德尔调制器输出的单边带信号示意图。图4为实施例一中FBG型声光滤波器透射谱示意图。图5为实施例一中光载波边带比经过调谐后得到的单边带信号示意图。图6为实施例二中马赫增德尔调制器输出的单边带信号示意图。图7为实施例二中FBG型声光滤波器透射谱示意图。图8为实施例二中光载波边带比经过调谐后得到的单边带信号示意图。图9为实施例三中马赫增德尔调制器输出的单边带信号示意图。图10为实施例三中FBG型声光滤波器透射谱示意图。图11为实施例三中光载波边带比经过调谐后得到的单边带信号示意图。图12为实施例四中马赫增德尔调制器输出的单边带信号示意图。图13为实施例四中光载波边带比经过调谐后得到的单边带信号示意图。图14为实施例四中光载波边带比经过调谐后得到的单边带信号示意图。
具体实施方式
下面结合附图1至14对基于声光滤波器的光载波边带比可调谐装置进一步描述。实施例一一种基于声光滤波器的光载波边带比可调谐装置,该装置包括:激光器11、毫米波本振源12、马赫增德尔调制器13和FBG型全光纤声光滤波器14;具体连接方式为:激光器11的输出端接马赫增德尔调制器13的光输入端,毫米波本振源12的输出端接马赫增德尔调制器13的电调制端,马赫增德尔调制器13的光输出端接FBG型全光纤声光滤波器14一端;其中FBG型全光纤声光滤波器14由信号发生器21、压电陶瓷片22、玻璃圆锥23以及光纤布拉格光栅24组成。本实例中毫米波本振源12产生正弦波信号60GHz,激光器11中心频率1550nm,经马赫增德尔调制器13调制后变成光单边带信号;载频31和右边带32,如图3所示。FBG型声光滤波器14中压电陶瓷片22两端所加超声波频率为3.434MHz,所加声致应变幅度为200με,其透射谱如图4所示,图4中的41和42分别对31和32进行处理,经过FBG型全光纤声光滤波器后,光单边带信号的光载波边带比发生了改变,频谱图如图5所示。实施例二一种基于声光滤波器的光载波边带比可调谐装置,该装置包括:激光器11、毫米波本振源12、马赫增德尔调制器13和FBG型全光纤声光滤波器14;具体连接方式为:激光器11的输出端接马赫增德尔调制器13的光输入端,毫米波本振源12的输出端接马赫增德尔调制器13的电调制端,马赫增德尔调制器13的光输出端接FBG型全光纤声光滤波器14一端;其中FBG型全光纤声光滤波器14由信号发生器21、压电陶瓷片22、玻璃圆锥23以及光纤布拉格光栅24组成。本实例中毫米波本振源12产生正弦波信号80GHz,激光器11中心频率1550nm,经马赫增德尔调制器13调制后变成光单边带信号;载频31和右边带32,如图6所示。FBG型声光滤波器14中压电陶瓷片22两端所加超声波频率为4.579MHz,所加声致应变幅度为200με,其透射谱如图7所示,图7中的41和42分别对31和32进行处理,经过FBG型全光纤声光滤波器14后,光单边带信号的光载波边带比发生了改变,频谱图如图8所示。实施例三一种基于声光滤波器的光载波边带比可调谐装置,该装置包括:激光器11、毫米波本振源12、马赫增德尔调制器13和FBG型全光纤声光滤波器14;具体连接方式为:激光器11的输出端接马赫增德尔调制器13的光输入端,毫米波本振源12的输出端接马赫增德尔调制器13的电调制端,马赫增德尔调制器13的光输出端接FBG型全光纤声光滤波器14一端;其中FBG型全光纤声光滤波器14由信号发生器21、压电陶瓷片22、玻璃圆锥23以及光纤布拉格光栅24组成。本实例中毫米波本振源12产生正弦波信号80GHz,激光器11中心频率1550nm,经马赫增德尔调制器13调制后变成光单边带信号;载频31和右边带32,如图9所示。FBG型声光滤波器14中压电陶瓷片22两端所加超声波频率为4.579MHz,所加声致应变幅度为400με,其透射谱如图10所示,图10中的41和42分别对31和32进行处理经过FBG型全光纤声光滤波器14后,光单边带信号的光载波边带比发生了改变,频谱图如图11所示。实施例四一种基于声光滤波器的光载波边带比可调谐装置,该装置包括:激光器11、毫米波本振源12、马赫增德尔调制器13和FBG型全光纤声光滤波器14;具体连接方式为:激光器11的输出端接马赫增德尔调制器13的光输入端,毫米波本振源12的输出端接马赫增德尔调制器13的电调制端,马赫增德尔调制器13的光输出端接FBG型全光纤声光滤波器14一端;其中FBG型全光纤声光滤波器14由信号发生器21、压电陶瓷片22、玻璃圆锥23以及光纤布拉格光栅24组成。本实例中毫米波本振源12产生正弦波信号80GHz,激光器11中心频率1550nm,经马赫增德尔调制器13调制后变成光单边带信号;载频31和左边带33,如图12所示。FBG型声光滤波器14中压电陶瓷片22两端所加超声波频率为4.579MHz,所加声致应变幅度为400με,其透射谱如图13所示,图10中的41和43分别对31和33进行处理经过FBG型全光纤声光滤波器14后,光单边带信号的光载波边带比发生了改变,频谱图如图14所示。