高速高穩(wěn)定時間波長交織光采樣時鐘產(chǎn)生方案的優(yōu)化與實現(xiàn).pdf

1、隨著光子技術(shù)的發(fā)展,高速高精度光模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)已經(jīng)成為光電子領(lǐng)域的熱點,它的優(yōu)勢在于利用光子學(xué)手段來突破電模數(shù)轉(zhuǎn)換的瓶頸。時間波長交織光模數(shù)轉(zhuǎn)換是現(xiàn)有方案中最具代表性和最有可能實現(xiàn)的方案之一。該方案在采樣部分利用高速的多波長光采樣時鐘配合高速電光調(diào)制器對射頻信號進行采樣,在中端采用波分復(fù)用技術(shù)對高速的光學(xué)采樣脈沖進行解復(fù)用,與位于后端的低速靈活的電學(xué)處理的有效結(jié)合,具有解復(fù)用簡單、不需嚴(yán)格同步等特點。在這一方案中,光采樣時鐘的質(zhì)量是系統(tǒng)性

2、能最根本的影響因素與限制條件之一。光采樣時鐘的時間抖動、幅度抖動、脈沖寬度以及穩(wěn)定性直接影響光模數(shù)轉(zhuǎn)換的效果。因此,如何產(chǎn)生高性能的多波長光采樣時鐘是研究的關(guān)鍵問題。
　　本文主要研究光采樣時鐘、利用波分脈沖重復(fù)頻率倍增和時分脈沖重復(fù)頻率倍增相結(jié)合的方案,產(chǎn)生高速高穩(wěn)定的多波長時間交織光采樣時鐘。主要工作包括:
　　1、研究光采樣時鐘質(zhì)量的影響因素,主要聚焦于光譜分割方案中由光源輸出的光脈沖幅度的時域和頻域穩(wěn)定性對時間波長交

3、織光模數(shù)轉(zhuǎn)換性能的影響。建立了描述光源引起的光采樣時鐘幅度抖動的數(shù)學(xué)模型,分析了光源輸出脈沖的穩(wěn)定性以及光譜能量分布的穩(wěn)定性對時間波長交織光采樣時鐘幅度穩(wěn)定性及系統(tǒng)有效比特的影響。對光源的幅度特性進行了實驗測試分析,并在此基礎(chǔ)上研究了如何通過定期數(shù)據(jù)校正,來減小光源引起的幅度抖動的影響。
　　2、從理論入手分析了2×2光纖耦合器級聯(lián)的時分脈沖重復(fù)頻率倍增模塊的系統(tǒng)性能。在此基礎(chǔ)上,論證了使用全保偏器件的優(yōu)勢——“減小系統(tǒng)偏振敏感性

4、,提高環(huán)境穩(wěn)定性”,研究了2×2光纖耦合器的分光比對高精度光采樣時鐘幅度抖動的影響。優(yōu)化了精密光纖延遲線的測量和制作工藝,實現(xiàn)了全保偏16倍時分脈沖重復(fù)頻率倍增器,驗證了理論分析的結(jié)果。
　　3、研究了兩種基于譜分割技術(shù)的波分脈沖重復(fù)頻率倍增結(jié)構(gòu)——反射式結(jié)構(gòu)和偏振控制式結(jié)構(gòu),從理論上分析了兩種結(jié)構(gòu)的性能,并通過實驗進一步比較兩者的穩(wěn)定性,從而確定了采用反射式結(jié)構(gòu)作為產(chǎn)生高速高精度光采樣時鐘的方案。實現(xiàn)了反射式結(jié)構(gòu)8通道波分脈沖重