基于光單邊帶掃頻的高精度光矢量分析技術(shù)研究.pdf

1、新一代光信息系統(tǒng)（光通信、光傳感、光處理等）迫切要求光子器件能夠?qū)庑盘栠M行多維度（幅度、相位、偏振等）和高精細操控，對這些光子器件的多維光譜響應進行精確測量已成為相關(guān)領(lǐng)域創(chuàng)新和取得突破的前提。然而，目前國內(nèi)外尚無光矢量分析儀表能測量具有飛米級別頻譜操控精度光器件的頻譜響應。本文采用微波光子技術(shù)，將粗粒度的光域波長掃描轉(zhuǎn)換成超高分辨率的微波頻率掃描，輔以高精度電幅相檢測，實現(xiàn)光器件多維光譜響應的超高分辨率測量。本文針對該光矢量分析技術(shù)面

2、臨的測量誤差較大、動態(tài)范圍較小和測量范圍較窄三個關(guān)鍵問題展開研究，具體研究工作如下：
　　通過解析分析、數(shù)值仿真和實驗驗證相結(jié)合的方式分別研究了光單邊帶信號中殘留邊帶和電光調(diào)制非線性對光矢量分析準確度的影響。對于殘留邊帶，其相位會影響光矢量分析準確度，邊帶抑制比越大，光矢量分析結(jié)果越準確；對于電光調(diào)制非線性，其引起的高階邊帶均影響光矢量分析的準確度，其中+2階邊帶因其功率遠高于其他高階邊帶，對光矢量分析準確度影響最大。
　　

3、根據(jù)上述分析結(jié)果，本文分別從電光調(diào)制和光電轉(zhuǎn)換入手探索測量誤差消除技術(shù)。提出了高線性光單邊帶調(diào)制技術(shù)，有效抑制了+2階邊帶，有效降低了測量誤差；提出了基于載波抑制和平衡光電探測的誤差消除技術(shù)，非線性誤差可被抑制30dB；提出了基于希爾伯特變換和平衡光電探測的誤差消除技術(shù)，同時抑制殘留邊帶和電光調(diào)制非線性引入的測量誤差，誤差可被抑制40dB以上，動態(tài)范圍的提升大于40dB。
　　此外，本文還構(gòu)建了基于光單邊帶掃頻的光矢量分析測試系統(tǒng)

4、，提出了基于光頻梳的測量范圍拓展技術(shù)，解決了該測試系統(tǒng)測量范圍小的問題?；谠摐y試系統(tǒng)，研究了高分辨率可編程光濾波器并實現(xiàn)了光纖光柵傳感器的高精度解調(diào)。
　　綜上所述，本文針對基于光單邊帶掃頻的光矢量分析測量誤差較大、動態(tài)范圍較小和測量范圍較窄的問題，研究了光單邊帶信號中殘留邊帶和電光調(diào)制非線性對光矢量分析準確度的影響；提出了有針對性的誤差消除技術(shù)，有效提高了光矢量分析的準確度，提升了動態(tài)范圍；構(gòu)建了測試系統(tǒng)，實現(xiàn)了寬帶、高分辨率