超大容量光通信、慢光存儲、超高精度計量等前沿研究,要求光器件和光子集成芯片具有多維(包括幅度、相位和偏振)、高精細(xì)的頻譜操控能力。研制、生產(chǎn)和應(yīng)用這些光器件和光芯片中,必須精細(xì)測量出其在多個維度上的光譜響應(yīng)。
江蘇省科學(xué)技術(shù)廳，提出了一種基于非對稱光雙邊帶調(diào)制的光矢量分析方法，實現(xiàn)了分辨率為334 Hz、動態(tài)范圍大于 90 dB、測量范圍為1.075 THz的光器件光譜響應(yīng)的測量。基于光雙邊帶調(diào)制的光矢量分析技術(shù),實現(xiàn)了多維度、大測量帶寬、高精度的光矢量分析,并采用理論分析與實驗驗證相結(jié)合的方式進(jìn)行了初步研究。可在高精細(xì)光器件和創(chuàng)新光子集成芯片的研制和應(yīng)用中獲取新數(shù)據(jù),從而有力支撐前沿研究領(lǐng)域的創(chuàng)新和突破。
光學(xué)信息處理
運用透鏡的傅里葉變換效應(yīng)，在圖像的空間頻域(傅里葉透鏡的焦平面)對光學(xué)圖像信號 進(jìn)行濾波，提取或加強所需的圖像(信號)，濾掉或抑制不需要的圖像(噪聲)，并進(jìn)行透鏡傅里葉逆變換輸出處理后的圖像的全部過程。它可以是一維、二維、三維的空間性的信息。全息術(shù)、光學(xué)傳遞函數(shù)和激光技術(shù)為基礎(chǔ)。
空間光濾波器和光電混合處理
對輸入圖像的空間頻譜進(jìn)行濾波。經(jīng)濾波處理的譜通過透鏡L2進(jìn)行傅里葉逆變換，用另一個電荷耦合器件CCD1或數(shù)碼相機記錄輸出圖像，送入計算機進(jìn)行分析。全部輸入、濾波和輸出過程由計算機控制，過程非常快，可近似認(rèn)為是實時的，稱為光電混合處理。
超高分辨率光矢量分析技術(shù)
實現(xiàn)超高分辨率光矢量分析的有效途徑是:采用微波光子技術(shù)將粗粒度的光域波長掃描轉(zhuǎn)換成超高分辨率的微波頻率掃描,輔以高精度電幅相檢測,進(jìn)而實現(xiàn)光器件多維光譜響應(yīng)的超高分辨率測量。然而,該光矢量分析技術(shù)仍面臨測量范圍較窄、動態(tài)范圍較小和測量誤差較大這三個關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
光雙邊帶調(diào)制的光矢量分析技術(shù)
通過對光載波移頻實現(xiàn)非對稱光雙邊帶調(diào)制,經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后使兩個一階邊帶所攜帶的響應(yīng)信息分別轉(zhuǎn)換到兩個不同頻率的微波信號上,采用微波幅相檢測即可獲取待測器件在光載波兩側(cè)的頻譜響應(yīng)。相比于傳統(tǒng)的基于光單邊帶掃頻的光矢量分析技術(shù),本方法突破了測量系統(tǒng)中光電子器件和微波器件工作帶寬的限制,將單通道測量帶寬提升了一倍;由于所檢測信號與高階邊帶所產(chǎn)生的拍頻信號在頻率上不同,測量結(jié)果不會受到高階邊帶的影響。提出并實驗論證了三種基于光雙邊帶調(diào)制的光矢量分析技術(shù)方案。
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本文標(biāo)題：光矢量分析技術(shù)實現(xiàn)大測量帶寬光器件光譜響應(yīng)的測量
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