一种产生GHz级白噪声电信号的方法 |
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| 申请号 | CN201910857058.0 | 申请日 | 2019-09-11 | 公开(公告)号 | CN112490829A | 公开(公告)日 | 2021-03-12 |
| 申请人 | 上海科乃特激光科技有限公司; | 发明人 | 尹冬; 薛晓敏; 张贵平; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种产生GHz级白噪声电 信号 的方法，采用包括放大自发 辐射 ASE 光源 、光纤光栅、光电探测器和环形器的噪声信号发生装置进行GHz级白噪声 电信号 产生，环形器为三端口环形器，环形器的1端口作为输入端连接ASE光源，环形器的2端口作为输出端连接光纤光栅，环形器的3端口作为回返光输出端连接光电探测器，其反射光再通过环形器至光电探测器，系统运行后，光电探测器输出所需要的白噪声电信号。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种产生GHz级白噪声电信号的方法，其特征在于，采用包括放大自发辐射ASE光源、光纤光栅、光电探测器和环形器的噪声信号发生装置进行GHz级白噪声电信号产生，环形器为三端口环形器，环形器的1端口作为输入端连接ASE光源，环形器的2端口作为输出端连接光纤光栅，环形器的3端口作为回返光输出端连接光电探测器，光纤光栅反射的反射光再通过环形器至光电探测器，系统运行后，光电探测器输出所需要的白噪声电信号。 |
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| 说明书全文 | 一种产生GHz级白噪声电信号的方法技术领域背景技术[0003] 在激光领域，将单频激光通过展宽后再放大能够有效的提高激光的非线性效应阈值，获得单纵模的高功率激光。通过电光调制器加载白噪声信号将单频激光进行展宽是一种重要的展宽方式。然而，高功率放大器所需要的白噪声信号要求GHz级，并且对幅值有着较高要求，通过普通的电学信号发生器产生GHz级的噪声信号往往幅值非常低，通常情况下，千兆以上的噪声信号发生器一般采用晶体二极管反向电流中噪声的固态噪声源(可工作在18GHz以下整个频段内)，这种噪声一般的幅值在20mV以下，不可以直接用于高功率放大器(高功率放大器配套的展宽用电光调制器需要400mV及以上的幅值输入)，需要再次放大才能够达到需要的幅值，而放大系统结构比较繁琐、成本很高。 发明内容[0004] 鉴于以上存在的技术问题，本发明用于提供一种产生GHz级白噪声电信号的方法。 [0005] 为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案： [0006] 一种产生GHz级白噪声电信号的方法，采用包括放大自发辐射ASE光源、光纤光栅、光电探测器和环形器的噪声信号发生装置进行GHz级白噪声电信号产生，环形器为三端口环形器，环形器的1端口作为输入端连接ASE光源，环形器的2端口作为输出端连接光纤光栅，环形器的3端口作为回返光输出端连接光电探测器，光纤光栅反射的反射光再通过环形器至光电探测器，系统运行后，光电探测器输出所需要的白噪声电信号。 [0007] 优选地，ASE光源结构采用添加保护的单模泵浦通过WDM注入增益光纤，从而使光纤自发辐射，自发辐射光即为ASE光源的输出光。 [0008] 优选地，ASE光源的输出光功率为100mW，在光纤的自发辐射带宽内宽光谱输出；所述增益光纤为掺镱的增益光纤或掺铒的增益光纤，若选择掺镱的增益光纤，输出1微米，若选择掺铒的增益光纤，输出在1.5微米。 [0009] 优选地，光纤光栅的反射谱在ASE光源谱宽之内的均匀光栅，光纤光栅为高反光栅，反射率大于99％。 [0011] 优选地，光电二极管为硅光电二极管、锗光电二极管或InGaAs光电二极管。采用本发明具有如下的有益效果：可以以较低的成本实现高带宽、高幅值的白噪声输出。ASE光源对于光纤激光类从业者而言，是制造难度较低的激光器种类，而方法中涉及的光纤光栅、环形器、探测器都属于方便获取的通用产品，无需定制。附图说明 [0012] 图1为本发明实施例的产生GHz级白噪声电信号的方法中白噪声电信号发生装置的结构示意图； [0013] 图2为本发明提供的方法所测的实际电信号输出； [0014] 图3为本发明提供的方法所测的实际电信号输出的幅值细节图。 具体实施方式[0015] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0016] 本发明实施例提供了一种产生GHz级白噪声电信号的方法，采用包括放大自发辐射ASE光源、光纤光栅、光电探测器和环形器的噪声信号发生装置(结构参见图1)进行GHz级白噪声电信号产生，环形器为三端口环形器，环形器的1端口作为输入端连接ASE光源，环形器的2端口作为输出端连接光纤光栅，环形器的3端口作为回返光输出端连接光电探测器，其反射光再通过环形器至光电探测器，系统运行后，光电探测器输出所需要的白噪声电信号。 [0017] 具体应用实例中，ASE光源，宽谱光源，功率稳定，其结构是使用添加保护的单模泵浦通过WDM注入增益光纤，从而使光纤自发辐射，自发辐射光即为ASE光源的输出光，光谱与增益光纤的种类有关，本实例采用掺镱的增益光纤。反射谱在ASE光源谱宽之内的均匀光栅，光纤光栅为高反光栅，反射率大于99％。 [0018] 具体应用实例中，光电探测器的核心器件为光纤输入的光电二极管，本实例选用InGaAs光电二极管，光电二极管的感应波长范围应该包括光栅的反射谱，除核心器件外，包括给光电二极管进行供电的电路和将光电二极管信号输出的电路，不包含对二极管信号进行处理的电路。 [0019] 进一步地，ASE光源的输出光功率为100mW，在光纤的自发辐射带宽内宽光谱输出；所述增益光纤为掺镱的增益光纤或掺铒的增益光纤，若选择掺镱的增益光纤，输出1微米，若选择掺铒的增益光纤，输出在1.5微米。 [0020] 进一步地，光电二极管为硅光电二极管、锗光电二极管或InGaAs光电二极管。 [0021] 通过以上方法产生GHz级白噪声电信号的方法，ASE光源输出功率稳定的宽谱激光，通过环形器连接到光纤光栅，光纤光栅对宽谱光源中在光纤光栅带宽中的光形成反射，同时因为光纤光栅的特点，这部分反射的光在功率谱上会具有噪声，这部分光噪声与需要的电噪声在性质上是一致的，通过环形器将ASE光源的入射光和光纤光栅的反射光进行分离，反射光从环形器端口3输出至光电探测器。带有噪声信号的激光输出被光电探测器将光信号转成电信号，而噪声信息也被转化了出来，从而实现了如图2所示的电信号，噪声带宽达到GHz以上，电信号噪声均匀，与白噪声特点一致。图3可见，电信号噪声幅值在400mV左右，达到了较高的幅值。 [0022] 应当理解，本文所述的示例性实施例是说明性的而非限制性的。尽管结合附图描述了本发明的一个或多个实施例，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离通过所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。 |
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