基于频域-时域变换的高精度微波光子滤波解调技术

作     者：张修文 郑狄 邹喜华 潘炜 Zhang Xiuwen;Zheng Di;Zou Xihua;Pan Wei

作者机构：西南交通大学信息科学与技术学院信息光子与通信研究中心四川成都611756 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2022年第42卷第23期

页      面：17-24页

核心收录：

学科分类：0711[理学-系统科学] 070207[理学-光学] 07[理学] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0803[工学-光学工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(62071395) 四川省科技计划(2022JDTD0013) 

主　　题：光通信 微波光子滤波解调 时域细化算法 光纤光栅阵列 

摘      要：针对传统基于频域-时域变换的微波光子滤波解调技术应用于多点或准分布式传感系统时解调精度受限于射频(RF)响应测量带宽的问题,借助频谱细化算法选带快速傅里叶变换(Zoom-FFT)的思想,推导出时域细化表达式,有效解决了RF响应测量带宽、解调速率和解调精度三者之间相互制约的问题。相比于直接和补零离散傅里叶逆变换,在相同时域分辨率下,所提算法能大大降低对RF响应测量带宽的要求和频域-时域转换时的计算量,同时可有效提升解调速率。在验证性实验中,构建了包含5个光纤布拉格光栅(FBG)的多点传感系统,测试结果表明:在相同时域分辨率下,所提算法所需的计算点数减少为补零算法的1/200,运算时间降低为补零算法的10/145;对于给定的5 GHz扫频带宽,当采样点数大于1000点时即可实现亚皮秒级的时域分辨率,对应的FBG的波长解调精度为皮米量级。