- 必威体育下载

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

摘要

方波、三角波和锯齿波等微波波形在医学成像、高速通信和高精度测量系统中具有广泛应用. 本文提出了一种方案, 该方案主要采用两个激光器、两个马赫-曾德尔调制器、一个波分复用器和一个可调光延时线. 理论分析了方案中方波、锯齿波和三角波波形的时域合成原理, 并通过实验成功产生了2.5 GHz重复频率的方波、锯齿波和三角波波形. 实验结果与理论分析相符合, 验证了该波形产生方案的可行性. 并且该系统具有良好的可调谐特性, 通过改变微波源的调制频率, 可以实现输出微波光子波形的重复频率调谐. 实验也成功产生了5 GHz重复频率的方波、锯齿波和三角波波形.

关键词:

Abstract

Microwave waveforms, such as square waveforms, sawtooth waveforms and triangle waveforms are widely used in radar communication, electronic measurement and medical imaging and so on. Using photonic microwave technology to generate arbitrary microwave waveforms has been a research hotspot. In this paper, a photonic microwave waveform generation scheme based on dual-wavelength time domain synthesis is proposed and experimentally demonstrated. Used in this scheme mainly are two lasers, two single-drive Mach-Zehnder modulators, a wavelength division multiplexer and a tunable optical delay line. The two Mach-Zehnder modulators are respectively biased at different operating points. When two beams with different wavelengths are superimposed in the time domain, different microwave waveform outputs can be generated. Therefore, by adjusting the bias voltage and modulation depth of the modulator, the phase and amplitude of the modulated optical signal can be controlled, and finally the photonic microwave waveform is generated. At first, the generation mechanism of square waveform, sawtooth waveform and triangle waveform are analyzed, and the comparisons among ideal square waveform, sawtooth waveform, triangle waveform and their third-order waveforms are made through the simulation analysis. It is verified that third-order waveforms become close to the ideal waveforms. Since the proposed scheme produces higher-order components, and the waveforms of the first three orders are the same as the ideal waveforms, so the scheme has good waveform generation capability. And then square waveform, sawtooth waveform and triangle waveform with a repetition rate of 2.5 GHz are successfully generated experimentally. Thus, experimental results are well consistent with the theoretical analyses. In addition, the system also has good tunable characteristics. By changing the modulation frequency of the modulator, the frequency tuning of the output photonic microwave waveforms can be realized, and square waveform, sawtooth waveform and triangular waveform with a repetition rate of 5 GHz are also experimentally achieved. The repetition rate of the generated microwave waveform is mainly limited by the bandwidth of modulator and electrophotonic detector, so the devices with higher bandwidth can be used to generate arbitrary waveform with a higher repetition rate. Therefore, the scheme has good application prospects.

Keywords:

作者及机构信息

1.
2.
3.

通信作者:王文睿,wangwenrui@zju.edu.cn

基金项目:国家自然科学基金(批准号: 61675182)资助的课题

Authors and contacts

1.
2.
3.

Corresponding author:Wang Wen-Rui,wangwenrui@zju.edu.cn

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61675182)

文章全文: translate this paragraph

参考文献

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]

施引文献

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

下载: 全尺寸图片幻灯片

[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[18]
[19]
[20]
[21]
[22]
[23]
[24]

[1]	张学超, 乔佳慧, 刘瑶, 苏楠, 刘智慧, 蔡婷, 何军, 赵延霆, 王军民.基于里德伯原子天线的低频电场波形测量. 必威体育下载 , 2024, 73(7): 070201.doi:10.7498/aps.73.20231778
[2]	丁永今, 曹士英, 林百科, 王强, 韩羿, 方占军.基于电光晶体马赫-曾德干涉仪的载波包络偏移频率调节方法. 必威体育下载 , 2022, 71(14): 144203.doi:10.7498/aps.71.20220147
[3]	王坤, 段高燕, 郎佩琳, 赵玉芳, 刘尖斌, 宋钢.基于银纳米链的马赫-曾德干涉仪结构的生物传感器. 必威体育下载 , 2022, 71(1): 017301.doi:10.7498/aps.71.20211420
[4]	王凯, 林百科, 宋有建, 孟飞, 林弋戈, 曹士英, 胡明列, 方占军.基于光学-微波同步的低噪声微波产生方法. 必威体育下载 , 2021, (): .doi:10.7498/aps.70.20211253
[5]	王坤, 段高燕, 郎佩琳, 赵玉芳, 刘尖斌, 宋钢.基于银纳米链的马赫-曾德干涉仪结构的生物传感器. 必威体育下载 , 2021, (): .doi:10.7498/aps.70.20211420
[6]	王帅, 眭永兴, 孟祥国.光子增加双模压缩真空态在马赫-曾德尔干涉仪相位测量中的应用. 必威体育下载 , 2020, 69(12): 124202.doi:10.7498/aps.69.20200179
[7]	许家豪, 王云新, 王大勇, 周涛, 杨锋, 钟欣, 张弘骉, 杨登才.基于载波抑制单边带调制的微波光子本振倍频上转换方法. 必威体育下载 , 2019, 68(13): 134204.doi:10.7498/aps.68.20190266
[8]	成健, 冯晋霞, 李渊骥, 张宽收.基于量子增强型光纤马赫-曾德尔干涉仪的低频信号测量. 必威体育下载 , 2018, 67(24): 244202.doi:10.7498/aps.67.20181335
[9]	李诗宇, 田剑锋, 杨晨, 左冠华, 张玉驰, 张天才.探测器对量子增强马赫-曾德尔干涉仪相位测量灵敏度的影响. 必威体育下载 , 2018, 67(23): 234202.doi:10.7498/aps.67.20181193
[10]	王云新, 李虹历, 王大勇, 李静楠, 钟欣, 周涛, 杨登才, 戎路.基于双平行马赫-曾德尔调制器的大动态范围微波光子下变频方法. 必威体育下载 , 2017, 66(9): 098401.doi:10.7498/aps.66.098401
[11]	孙波, 吴加贵, 王顺天, 吴正茂, 夏光琼.基于平行偏振光注入的1550nm波段垂直腔表面发射激光器获取窄线宽光子微波的理论和实验研究. 必威体育下载 , 2016, 65(1): 014207.doi:10.7498/aps.65.014207
[12]	张华芳, 王文睿, 于晋龙, 王菊, 杨恩泽.基于偏振延时干涉技术的光子波形产生技术研究. 必威体育下载 , 2016, 65(22): 224203.doi:10.7498/aps.65.224203
[13]	周娅, 吴正茂, 樊利, 孙波, 何洋, 夏光琼.基于椭圆偏振光注入垂直腔表面发射激光器的正交偏振模式单周期振荡产生两路光子微波. 必威体育下载 , 2015, 64(20): 204203.doi:10.7498/aps.64.204203
[14]	屈科, 胡长青, 赵梅.利用时域波形快速反演海底单参数的方法. 必威体育下载 , 2013, 62(22): 224303.doi:10.7498/aps.62.224303
[15]	李晶, 宁提纲, 裴丽, 简伟, 油海东, 陈宏尧, 张婵, 李超.基于双平行马赫曾德调制器的动态可调光载波边带比光单边带调制：理论分析与实验研究. 必威体育下载 , 2013, 62(22): 224210.doi:10.7498/aps.62.224210
[16]	吴波, 于晋龙, 王文睿, 韩丙辰, 郭精忠, 罗俊, 王菊, 张晓媛, 刘毅, 杨恩泽.基于注入半导体激光器的微波副载波相位调制信号产生. 必威体育下载 , 2012, 61(5): 054208.doi:10.7498/aps.61.054208
[17]	粟荣涛, 周朴, 王小林, 冀翔, 许晓军.不同波形脉冲激光的时域误差对相干合成的影响. 必威体育下载 , 2012, 61(8): 084206.doi:10.7498/aps.61.084206
[18]	王昌辉, 赵国华, 常胜江.基于光子晶体马赫-曾德尔干涉仪的太赫兹开关及强度调制器. 必威体育下载 , 2012, 61(15): 157805.doi:10.7498/aps.61.157805
[19]	林晓东, 邓涛, 解宜原, 吴加贵, 陈建国, 吴正茂, 夏光琼.基于光注入半导体激光器单周期振荡的光子微波产生及全光线宽窄化. 必威体育下载 , 2012, 61(19): 194212.doi:10.7498/aps.61.194212
[20]	韩奎, 王子煜, 沈晓鹏, 吴琼华, 童星, 唐刚, 吴玉喜.基于光子晶体自准直和带隙效应的马赫-曾德尔干涉仪设计. 必威体育下载 , 2011, 60(4): 044212.doi:10.7498/aps.60.044212

计量

文章访问数:8727
PDF下载量:89
被引次数:0

搜索

留言板