超高速光采样时钟的多通道失配测量方法及测量补偿装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种超高速时间-波长交织光脉冲序列通道失配测量和补偿方法，包括待测超高速时间-波长交织光脉冲产生模块，光频谱测量模块，电频谱测量模块以及数据分析与处理模块。本发明通过对超高速时间-波长交织光脉冲序列的频域测量与分析，得到了各个通道脉冲序列的失配信息，克服了通过示波器进行时域观测方法中采样率不足的瓶颈。本发明得到的通道失配信息可进一步作为超高速时间-波长交织光脉冲序列通道失配补偿和校正的依据。
【专利说明】超高速光采样时钟的多通道失配测量方法及测量补偿装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种光信息处理【技术领域】的方法，具体是超高速光采样时钟的通道失 配测量及补偿方法。
【背景技术】
[0002] 近年来光学模数转换技术（PADC)发展迅速并成为目前光电子领域的一大研究 热门。由于PADC的性能很大程度上依赖于其采样时钟的性能，因此如何产生高速且稳定 的光脉冲序列作为采样时钟成为这一领域的重要课题。作为一种实现超高重复频率光 脉冲序列的有效方法，时间 _波长交织（Clark T R, Kang J U，Esman R D. Performance of a time-and wavelength-interleaved photonic sampler for analog-digital conversion[J]· Photonics Technology Letters, IEEE, 1999, 11 (9) :1168-1170.)能够充 分发挥锁模激光器的低抖动特点，同时还可以利用重复频率高和频谱宽等优势产生稳定的 超高速光脉冲序列。因此，时间-波长交织成为超高速光采样时钟产生的常用方法之一。
[0003] 对于时间-波长交织方法产生的超高速光采样时钟，其各通道在延时、幅度以及 脉冲形状方面均存在一定程度的失配。在实际系统中，一般在每个通道中接入可调光延时 线和可调光衰减器进行延时和幅度失配的调节（邹卫文，李杏，等.一种超高速光学数模 转换方法和装置：中国，201410065510. 7[P]. 2014)。对于通道失配的补偿，我们需要在实 验中对各个通道中的脉冲序列进行实时测量，根据测得的幅值和时延信息对可调光延时线 和可调光衰减器进行调节从而实现通道间的匹配。对于较低重复频率的光脉冲序列，我们 可以简单地通过示波器进行时域观测以获得幅值和时延信息。然而对于超高速光脉冲序 列，其时域测量因示波器采样率限制无法实施。因此，我们必须寻求其他方法对超高速时 间-波长交织光脉冲序列的通道失配现象进行测量。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种超高速光采样时钟的多通道失 配测量方法及测量补偿装置，采用光频谱分析仪和电频谱分析仪分别对脉冲序列的光频谱 和射频谱进行测量，通过对测得的频域信息进行数据分析得出各通道的失配情况，并进一 步用于失配的有效补偿。
[0005] 本发明的技术原理如下：
[0006] 对于通道总数为M，采样周期为Ts时间-波长交织脉冲序列，其每一通道中脉冲序 列的时域表达式为：
[0007]
【权利要求】
1. 一种超高速光采样时钟的多通道失配测量方法，其特征在于，该方法包括如下步 骤： 步骤1、利用1X2光纤耦合器（2)将待测多通道光脉冲信号序列分为2路，一路多通 道光脉冲信号序列输入至光谱分析仪（3-1)，另一路将多通道光脉冲信号序列通过光电探 测器（4-1)和输入至电频谱分析仪（4-2)，所述的光谱分析仪（3-1)和电频谱分析仪（4-2) 将输入信号的测量结果分别输出至数据分析与处理模块（5); 步骤2、计算各通道中的幅值ak，k = 1，2,…，Μ，Μ为通道总数，公式如下：
(17) 其中，Ek(f)为第k通道中光频谱仪测得的光频谱； 计算各通道中的运（/)，其为uk(t)的傅里叶变换，uk(t)为第k通道中脉冲的归一化 波形，公式如下：
(18) 步骤3、计算延时误差Tk，公式如下：
(19) 其中Ck，k = 1，2,…，Μ为电频谱仪测得的Μ个频谱峰值，Pk为射频谱在[0，fs]区间上 Μ个峰：
(20) 其中，Μ为通道总数，Ts为采样周期，fs = 1/TS，RPD为光电探测器的响应度。
2. -种超高速光采样时钟的多通道失配测量补偿装置，其特征在于，包括1 X 2光纤耦 合器（2)、光谱分析仪（3-1)、光电探测器（4-1)、电频谱分析仪（4-2)、数据分析与处理模块 (5)和驱动反馈模块（11); 所述的1X2光纤耦合器（2)的输入端与具有可调光纤延迟线（1-3)与可调光功率衰 减器（1-4)的待测超高速时间-波长交织光脉冲产生模块（1)的输出端相连，该1X2光纤 耦合器（2)将待测多通道光脉冲序列分为2路，一路与光谱分析仪（3-1)的输入端连接，另 一路依次连接光电探测器（4-1)和电频谱分析仪（4-2)，所述的光谱分析仪（3-1)和电频谱 分析仪（4-2)输出端分别与数据分析与处理模块（5)的输入端相连，该数据分析与处理模 块（5)的输出端与所述的驱动反馈模块（11)的输入端相连，该驱动反馈模块（11)的输出 端分别连接所述的可调光纤延迟线（1-3)和可调光功率衰减器（1-4)。
【文档编号】G01J11/00GK104296884SQ201410567490
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】邹卫文, 杨光, 张华杰, 陈建平 申请人:上海交通大学