高速高穩(wěn)定時(shí)間波長(zhǎng)交織光采樣時(shí)鐘產(chǎn)生方案的優(yōu)化與實(shí)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(diǎn),它的優(yōu)勢(shì)在于利用光子學(xué)手段來(lái)突破電模數(shù)轉(zhuǎn)換的瓶頸。時(shí)間波長(zhǎng)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(shí)現(xiàn)的方案之一。該方案在采樣部分利用高速的多波長(zhǎng)光采樣時(shí)鐘配合高速電光調(diào)制器對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行采樣,在中端采用波分復(fù)用技術(shù)對(duì)高速的光學(xué)采樣脈沖進(jìn)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(jiǎn)單、不需嚴(yán)格同步等特點(diǎn)。在這一方案中,光采樣時(shí)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(shí)鐘的時(shí)間抖動(dòng)、幅度抖動(dòng)、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(zhǎng)光采樣時(shí)鐘是研究的關(guān)鍵問(wèn)題。
　　本文主要研究光采樣時(shí)鐘、利用波分脈沖重復(fù)頻率倍增和時(shí)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(zhǎng)時(shí)間交織光采樣時(shí)鐘。主要工作包括:
　　1、研究光采樣時(shí)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(shí)域和頻域穩(wěn)定性對(duì)時(shí)間波長(zhǎng)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(shí)鐘幅度抖動(dòng)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(duì)時(shí)間波長(zhǎng)交織光采樣時(shí)鐘幅度穩(wěn)定性及系統(tǒng)有效比特的影響。對(duì)光源的幅度特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析,并在此基礎(chǔ)上研究了如何通過(guò)定期數(shù)據(jù)校正,來(lái)減小光源引起的幅度抖動(dòng)的影響。
　　2、從理論入手分析了2×2光纖耦合器級(jí)聯(lián)的時(shí)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(shì)——“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(duì)高精度光采樣時(shí)鐘幅度抖動(dòng)的影響。優(yōu)化了精密光纖延遲線的測(cè)量和制作工藝,實(shí)現(xiàn)了全保偏16倍時(shí)分脈沖重復(fù)頻率倍增器,驗(yàn)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(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)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(shí)鐘的方案。實(shí)現(xiàn)了反射式結(jié)構(gòu)8通道波分脈沖重