基于光梳的奈奎斯特脉冲信号生成技术-研究

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2、论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：万方数据万方数据摘要摘要微波光子学是融合了微波技术与光学技术的新型交叉学科，近几十年发展尤为迅速，其应用涉及到微波和光学领域的各个方面。光奈奎斯特脉冲是微波光子学信号生成中的关键技术之一。随

3、着“互联网+”时代的到来，作为互联网和通信网基础的光传输网络面临的压力越来越大，扩容措施刻不容缓。通常人们采用增加信道带宽的办法，但是频率资源是有限的，因此人们开始研究如何提高频谱利用效率。理论上奈奎斯特信号具有最小的信号带宽，但是受到电子器件带宽及采样速率的限制，在电域很难产生高速信号，而全光奈奎斯特信号既能实现高速信号产生，又能提高频谱效率，具有极大的应用前景。此外，该脉冲在全光信号处理，光谱学，光存储等方面也有着重要的应用，所以引起了国内外学者的广泛关注。生成光奈奎斯特脉冲信号的方法有多种，一些侧重于设计结构的简单与灵活，一些侧重于生成的脉

4、冲的参数及质量。本文主要研究的是基于傅里叶变换的时频二元性的Sinc型光奈奎斯特的直接生成方法。首先使用电光调制器生成具有窄线宽、振幅相等、相位呈线性变化的均匀光学频率梳，也称为光梳，经时频变换后，在时域直接生成序列Sinc型光奈奎斯特脉冲，简记为Sinc脉冲。本文首先研究了使用单个强度调制器（IM），单个双平行马赫曾德尔调制器（DPMZM），两个级联IM，两个级联DPMZM的方案，分别生成了满足条件的3线、5线、9线、25线不同频率间隔的光梳，经过时频变换后生成Sinc型光脉冲。并分析了级联调制器时，其参数设置应该满足的条件。在此基础上提出了使

5、用DPMZM与IM生成Sin脉冲的方案，其频域生成的是满足上述条件的15线光梳，通过改变输入射频频率可以改变生成Sinc脉冲的重复速率及过零脉宽。并对这些方案进行了公式推导与VPI软件仿真验证，最后使用Matlab软件对比在归一化的频率下，不同的光梳线对应的Sinc脉冲。本文还研究了Sagnac环效应，利用该效应，提出了在Sagnac环中加入IM，形成S-IM方案，生成了5线光梳的Sinc型光奈奎斯特脉冲方案。然后利用级联调制原理结合S-IM环设计了级联的IM与S-IM、S-IM与S-IM结构分别生成了15线，25线光梳的Sinc光脉冲，同样使用

6、VPI与Matlab软件进行了相关的仿真，该方案突破了IM只能生成3线的光梳的脉冲，更具灵活性；且结构简单，易于控制。另外，由于使用的是Sagnac环，沿正反两个方向传播的光在同一个光纤环路中传播，环境的影响对系统的稳定性影响是有限的，具有一定的研究价值和使用价值。关键词：Sinc型光奈奎斯特脉冲，光学频率梳，时频变换，Sagnac环效应I万方数据西安电子科技大学硕士学位论文II万方数据ABSTRACTABSTRACTCombiningtheadvantagesofthemicrowaveandopticaltechnology,microwav

7、ephotonicsisdevelopingrapidlyinthelastfewdecadesandbeingwidelyappliedinallkindsofaspectsofthemicrowaveandopticalfields,andOpticalNyquistpulseisalsooneofthekeytechnologiesinmicrowavephotonics.Inrecentyears,withthecomingof“InternetPlus”Age,thefibertransmissionnetwork,whichisthe

8、foundationoftheInternetandcommunicationnetworks,isunderanincreasingp