基于10 Gb/s NRZ信号的全光四倍频时钟提取实验研究

提出了一种从非归零(NRZ)码信号提取四倍频时钟的全光技术方案,并进行了实验验证。由于NRZ信号中没有时钟分量,因此首先利用半导体光放大器(SOA)中的非线性效应配合带通滤波器产生伪归零(PRZ)码信号,并通过光纤中的自相位调制产生高阶时钟分量,最后注入F-P滤波器得到四倍频的光时钟信号。实验演示中,从一路10 Gb/s的NRZ码出发,得到了40 GHz光时钟信号,波形和频谱均显示出良好的时钟信号质量。实验中,还同时验证了SOA对时钟信号的整形效果。

光电混合的光时钟分频/倍频器

提出并分析验证了一种光电混合结构的光时钟分频/倍频器系统,该系统通过光电转换后的反馈调制来实现光时钟信号的分频/倍频操作。分频过程类似于D触发器的输出信号反馈控制输入端信号的原理;在不更换器件的情况下,简单改变反馈顺序,还可以实现光时钟信号的倍频。从时/频域的角度分别讨论了分频/倍频的原理,在实验上验证了所提方案的可行性,从一路10GHz的光时钟信号出发分别得到了5GHz的光、电分频时钟信号和20GHz的光时钟倍频信号。该系统结构简单,性能稳定,对光信号的波长透明且无需光、电滤波,并同时具有光、电信号输出,因此可以方便地配合后续信号处理环节,具有良好的实用性。

基于微波光子滤波器的归零到非归零码型转换研究

从信号频域处理的角度分析并实验验证了一种基于微波光子滤波器的归零(RZ)码到非归零(NRZ)码的码型变换方案。理论上,通过对RZ和NRZ码基带信号的频谱特点以及微波光子滤波器的特性进行分析,构建一个低通滤波器并对RZ码信号进行滤波,强烈抑制RZ码信号中的时钟分量,最终实现RZ到NRZ码的码型转换。在实验中,采用一种两抽头加色散延时的微波光子滤波器对速率为10Gbit/s的RZ码信号进行了处理,成功得到了转换后的NRZ码信号。信号波形和频谱均显示了此方案的良好性能。通过简单地调节微波光子滤波器的部分参数,可对任意速率的信号进行处理,具有很好的灵活性。

基于光纤参量环形镜的光毫米波副载波产生

提出并验证了一种基于光纤参量环形镜(OPLM)和光纤光栅(FBG)的60GHz光毫米波副载波产生方案。理论上分析了OPLM的原理特性,发现可以利用OPLM同时完成光子微波信号的高次谐波产生和抽运滤波,直接获得光毫米波副载波信号。在实验验证中,从5GHz的基频信号出发,通过调制非线性和OPLM中的四波混频和滤波过程,完成高次谐波产生和抽运分离,成功得到60GHz的光毫米波副载波信号,表现出良好的性能。

全光纤锁模腔结构的全光时钟提取实验研究

分析并实验验证了一种全光纤锁模激光器结构的全光时钟提取方案。方案中,采用高非线性光纤(HNLF)替代传统结构中的半导体光放大器(SOA),利用光纤中的交叉相位调制(XPM)效应实现腔内的非线性调制,避免了以SOA作为非线性光调制器件的锁模激光器全光时钟提取方案中,由于载流子恢复时间较长从而限制工作速率的缺点,以达到突破"电子瓶颈"的目的。理论分析了光纤中交叉相位调制的特性以及环形锁模腔的时钟提取原理,并通过实验,从40Gbit/s的光归零码(RZ)信号中提取出了高质量的光信号时钟。该方案可以直接在更高速率条件下工作。