基于受激布里渊散射的偏振正交单边带调制技术

本项目旨在利用受激布里渊散射实现偏振完全正交的单边带调制，从而解决目前国际上利用受激布里渊散射无法实现偏振完全正交的单边带调制这一技术难题。首次提出利用两次受激布里渊散射实现偏振完全正交的单边带调制。主要研究内容包括：（1）建立受激布里渊散射的数学模型，分析在受激布里渊散射放大（衰减）过程中，不同偏振态和光强度的泵浦光（斯托克斯光）对信号光的偏振态的影响；（2）实验研究产生偏振完全正交的单边带调制所需的泵浦光和斯托克斯光的光强度以及它们相对于信号光的偏振角度；（3）在保证偏振完全正交单边带调制的基础上，优化泵浦光和斯托克斯光的光强度以及它们相对于信号光的偏振角度，使调制深度达到100%。.这些研究的科学意义十分重要，所取得的具有100%调制深度的偏振完全正交的单边带调制技术可广泛应用在微波光子移相器、天线波束成型、相控阵列雷达以及微波光子滤波器等微波信号处理领域。

针对光通信系统，除了双边带的强度调制格式，人们还提出了很多其他特殊调制格式。在这些调制格式中，偏振正交的单边带调制由于能够增加频谱利用率而受到了人们的广泛关注。此外，这种偏振正交的单边带调制能够实现微波和光波的的一对一映射。偏振正交的单边带调制可以通过受激布里渊散射实现。然而，这一技术最大的缺点是基于受激布里渊散射无法实现完全偏振正交的单边带调制。这主要是由于基于受激布里渊散射的偏振拖曳效应在光载波与泵浦光偏振垂直时很小。在本项目中，我们主要研究了产生基于受激布里渊散射的完全正交单边带调制信号。. 通过级联受激布里渊散射放大和损耗效应，可以产生偏振完全正交的单边带调制信号。此外，信号的调制深度可以通过单独调节光载波的增益和衰减来自由调节。我们研究了产生偏振垂直的单边带调制所需的光载波的功率和偏振态。在实验中，通过仔细调节泵浦光和斯托克斯光的功率和偏振态，我们成功地产生了偏振正交的单边带调制信号，这项工作发表在国际主流期刊IEEE Photonics Technology Letters上。此外，我们成功地将该项技术应用在微波光子滤波器中。微波光子滤波器的中心频率可以通过调节泵浦光的波长连续可调。滤波器的带宽是由受激布里渊散射的增益谱决定的，典型值是20-30 MHz。这项工作发表在IEEE Photonics Journal上。. 总之，我们按照研究计划顺利地完成了该项目要求的内容。利用级联受激布里渊散射的增益和损耗我们成功地实现了偏振正交的单边带调制。在该项目的资助下，项目负责人以第一作者发表SCI论文28篇。申请国家发明专利24项。所研究的这项技术有很好的应用前景，可以广泛地应用在微波信号处理，雷达和电子战中。