基于二次偏振调制的变频测距方法与系统实现

由于鉴相精度限制、电路等引入的附加相移干扰等因素,传统相位测距技术精度的提高受到了限制.采用二次偏振调制技术对相位测距技术进行了改进.利用二次偏振调制方法能够直接在相位调制器上对两次调制信号的相位差进行解调,大幅度简化了系统的复杂程度.采用变频方法替代传统的鉴相方法,从而系统的测量精度不再受鉴相问题的困扰.从理论上得到系统输出光强与调制频率成正余弦关系,并进行了实验验证.基于变频测距的实验中,系统频率的稳定度优于10-6,测量精度可以达到±10.6μm(被测距离为4.5 m).并对一段长200 m的光纤进行了实际测量,得到了清晰的调制频率与系统输出光强的曲线.

一种基于微波谐振测量Sagnac效应的新方案

目前光学陀螺的主要工作原理是Sagnac效应,如何提高Sagnac效应的测量精度是提高陀螺精度的一个重要研究课题.传统的光学陀螺利用光短波长的特性来提高检测精度.但考虑到微波的相位(频率)检测精度远高于光波的相位(频率)检测精度,如果能够利用微波实现Sagnac效应的检测,就能得到比光学陀螺更高的检测精度,从而为实现高精度的微波陀螺提供了可能.利用基于光电振荡器的光载微波结构实现了微波Sagnac效应的检测.实验结果证明了微波检测Sagnac效应的可行性,为将来实现高精度的微波谐振陀螺打下基础.

利用垂直腔表面发射激光器注入锁定实现上变频

提出了一种基于垂直腔表面发射激光器（VCSEL）的无本振光子微波上变频方案。该方案将相对低速的伪随机基带信号注入VCSEL中，利用注入信号的高次谐波注人锁定VCSEL。被锁定激光器波长与原注人光信号在谐振腔中相干差拍，产生上变频调幅微波信号。实验中利用2．5Gb／s非归零码强度调制信号注入锁定VCSEL，无需本振，实现了载波频率为14．3GHz的光子微波上变频，10kHz偏移处载波相位噪声达-81dBc／Hz。通过调节注入光信号的波长和功率，进一步实现载波频率在7．5～23GHz之间的调谐，验证了该方案的可行性，并对系统性能进行了误码分析，系统代价为1．4dB。结果证明该方案无需微波本振，仅需采用价格低廉的VCSEL即可实现光子微波上变频，从而为无线一光混合接入网中光子微波信号产生技术提供了一种低成本的解决思路。