Формирование излучения с перестраиваемым асимметричным трехчастотным спектром для радиофотонного векторного анализатора цепей

Афанасьев В.М., Иванов А.А., Каримов К.Г., Морозов О.Г., Пономарев Р.С., Сахабутдинов А.Ж., Сахабутдинова Г.И., Сахбиев Т.Р.

Полный текст «Оптического журнала»

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Сахбиев Т.Р., Афанасьев В.М., Иванов А.А., Пономарев Р.С., Морозов О.Г., Сахабутдинов А.Ж., Сахабутдинова Г.И., Каримов К.Г. Формирование излучения с перестраиваемым асимметричным трехчастотным спектром для радиофотонного векторного анализатора цепей // Оптический журнал. 2021. Т. 88. № 5. С. 3–14. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-05-03-14

Sakhbiev T. R., Afanasyev V. M., Ivanov A. A., Ponomaryov R. S., Morozov O. G., Sakhabutdinov A. Zh., Sakhabutdinova G. I., Karimo, K. G. Formation of tunable asymmetric three-frequency radiation for a radiophotonic vector network analyzer [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2021. V. 88. № 5. P. 3–14. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-05-03-14

Ссылка на англоязычную версию:

T. R. Sakhbiev, V. M. Afanasyev, A. A. Ivanov, R. S. Ponomarev, O. G. Morozov, A. Zh. Sakhabutdinov, G. I. Sakhabutdinova, and K. G. Karimov, "Formation of tunable asymmetric three-frequency radiation for a radiophotonic vector network analyzer," Journal of Optical Technology. 88(5), 227-235 (2021). https://doi.org/10.1364/JOT.88.000227

Аннотация:

Представлены принципы формирования излучений с двух- и трехчастотным симметричным и/или асимметричным спектрами в оптическом диапазоне для построения оптических векторных анализаторов спектра. Формирование сканирующего излучения проводится за счет модуляции одночастотного перестраиваемого излучения на двухпортовых модуляторах Маха–Цендера для сканирования как двухчастотным, так и трехчастотным сигналами. Полученные результаты исследования позволяют проектировать векторные анализаторы цепей для исследования спектральных особенностей пассивных оптических элементов и устройств в сверхузком спектральном диапазоне.

Ключевые слова:

оптический векторный анализатор, оптическая несимметричная модуляция, асимметрия по частоте, асимметрия по амплитуде, двухпортовый модулятор Маха–Цендера

Коды OCIS: 300.0300, 060.5625

Список источников:

1. Niemi T., Uusimaa M., Ludvigsen H. Limitations of phase-shift method in measuring dense group delay ripple of fiber Bragg gratings // IEEE Photon. Technol. Lett. 2001. V. 13. P. 1334–1336.
2. VanWiggeren G., Motamedi A., Barley D. Single-scan interferometric component analyzer // IEEE Photon. Technol. Lett. 2003. V. 15. Р. 263–265.
3. Kolner B.H., Dolfi D.W. Intermodulation distortions and compression in an integrated electro-optic modulators // Appl. Opt. 1987. V. 26. P. 3676–3680.
4. Tang Z., Pan S., Yao J. A high resolution optical vector network analyzer based on a wideband and wavelength-tunable optical single-sideband modulator // Opt. Exp. 2012. V. 20. Р. 6555–6560.
5. Xue M., Pan S.L. Influence of unwanted first-order sideband on optical vector analysis based on optical single-sideband modulation // J. Lightw. Technol. 2017. V. 35. P. 2580–2586.
6. Hernandez R., Louisa A., Benito D. Optical vector network analysis based on single-sideband modulation // Opt. Eng. 2004. V. 43. P. 2418–2421.
7. Roman J.E., Frankel M.Y., Esman R.D. Spectral characterization of fiber gratings with high resolution // Opt. Lett. 1998. V. 23. Р. 939–941.
8. Xue M., Zhao Y., Gu X., Pan S. Performance analysis of optical vector analyzer based on optical singlesideband modulation // JOSA. B. 2013. V. 30. Р. 928.
9. Xue M., Pan S.L., Gu X.W., Zhao Y.J. Optical single-sideband modulation based on a dual-drive MZM and a 120-degree hybrid coupler // J. Lightw. Technol. 2014. V. 32. Р. 3317–3323.
10. Li W., Sun W.H., Wang W.T., Wang L.X., Liu J.G., Zhu N.H. Reduction of measurement error of optical vector network analyzer based on DPMZM // IEEE Photon. Technol. Lett. 2014. V. 26. Р. 866–869.
11. Xue M., Pan S., Zhao Y. Accuracy improvement of optical vector network analyzer based on single-sideband modulation // Opt. Lett. 2014. V. 39. Р. 3595–3598.
12. Xue M., Pan S., Zhao Y. Accurate optical vector network analyzer based on optical single-sideband modulation and balanced photodetection // Opt. Lett. 2015. V. 40. Р. 569–572.
13. Li S., Xue M., Qing T., Yu C., Wu L., Pan S. Ultrafast and ultrahigh-resolution optical vector analysis using linearly frequency-modulated waveform and dechirp processing // Opt. Lett. 2019. V. 44. Р. 3322–3325.
14. Xue M., Chen W., Zhu B., Pan S. Ultrahigh-resolution optical vector analysis for arbitrary responses using low-frequency detection // IEEE Photon. Technol. Lett. 2018. V. 30. Р. 1523–1526.
15. Xue M., Chen W., Heng Y., Qing T., Pan S. Ultrahigh-resolution optical vector analysis using fixed low-frequency electrical phase-magnitude detection // Opt. Lett. 2018. V. 43. Р. 3041–3044.
16. Tang Z., Pan S. A high-resolution optical vector network analyzer with the capability of measuring bandpass devices // Proc. IEEE Internat. Topical Meeting on Microwave Photonics (MWP). 2013. Р. 225–228.
17. Xue M., Pan S., Zhao Y. Large dynamic range optical vector analyzer based on optical single-sideband modulation and Hilbert transform // Appl. Phys. A. 2016. V. 122. P. 197.
18. Петров В.М., Шамрай А.В., Ильичев И.В. и др. Отечественные СВЧ интегрально-оптические модуляторы для квантовых коммуникаций // Фотоника. 2020. Т. 14(7). С. 414–422.
19. Петров В.М., Шамрай А.В., Ильичев И.В. и др. Генерация оптических частотных гармоник для систем квантовых коммуникаций на боковых частотах // Фотоника. 2020. Т. 14(7). С. 570–582.
20. Xue M., Pan S., He C., Guo R., Zhao Y. Wideband optical vector network analyzer based on optical singlesideband modulation and optical frequency comb // Opt. Lett. 2013. V. 38. Р. 4900–4902.
21. Wang M., Yao J. Optical vector network analyzer based on unbalanced double-sideband modulation // IEEE Photon. Technol. Lett. 2013. V. 25. Р. 753–756.
22. Jun W., Wang L., Yang C., Li M., Zhu N.H., Guo J., Xiong L., Li W. Optical vector network analyzer based on double-sideband modulation // Opt. Lett. 2017. V. 42. Р. 4426–4429.
23. Liu S., Xue M., Fu J., Wu L., Pan S. Ultrahigh-resolution and wideband optical vector analysis for arbitrary responses // Opt. Lett. 2018. V. 43. Р. 727–730.
24. Wen J., Shi D., Jia Z., Shi Z., Li M., Zhu N.H., Li W. Accuracy-enhanced wideband optical vector network analyzer based on double-sideband modulation // J. Light. Technol. 2019. V. 37. Р. 2920–2926.
25. Xue M., Liu S., Pan S. High-resolution optical vector analysis based on symmetric double-sideband modulation // IEEE Photon. Technol. Lett. 2018. V. 30. Р. 491–494.
26. Su T., Wen J., Shi Z., Li M., Chen W., Zhu N., Li W. Wideband optical vector network analyzer based on polarization modulation // Opt. Commun. 2019. V. 437. Р. 67–70.
27. Qing T., Xue M., Huang M., Pan S. Measurement of optical magnitude response based on double-sideband modulation // Opt. Lett. 2014. V. 39. Р. 6174–6176.

28. Qing T., Li S., Tang Z., Gao B., Pan S. Optical vector analysis with attometer resolution, 90-dB dynamic range and THz bandwidth // Nat. Commun. 2019. V. 10. Р. 1–9.
29. Zou X., Zhang S., Wang H., Liu J., Zhang Y., Lu R., Liu Y. Self-calibrated electrical measurement of magnitude response of optical filters based on dual-frequency-shifted heterodyne // Opt. Eng. 2016. V. 55. P. 56105.
30. Zou X., Zhang S., Wang H., Zhang Z., Li J., Zhang Y., Liu S., Liu Y. Wide-band and high-resolution measurement of magnitude-frequency response for optical filters based on fixed-low-frequency heterodyne detection // IEEE Photon. J. 2017. V. 9. Р. 1–9.
31. Zou X., Zhang S., Zhang Z., Ye Z.J., Lu R., Chen D., Liu S., Li H., Liu Y. Hyperfine intrinsic magnitude and phase response measurement of optical filters based on electro-optical harmonics heterodyne and Wiener–Lee transformation // J. Light. Technol. 2018. V. 37. Р. 2654–2660.
32. Qing T., Li S., Xue M., Zhu N., Pan S. Optical vector analysis based on asymmetrical optical double-sideband modulation using a dual-drive dual-parallel Mach–Zehnder modulator // Opt. Exp. 2017. V. 25. Р. 4665–4671.
33. Qing T., Li S., Pan S., Xue M. Optical vector analysis based on double-sideband modulation and stimulated Brillouin scattering // Opt. Lett. 2016. V. 41. Р. 3671–3674.
34. Chen Z., Ye L., Dai J., Zhang T., Yin F., Zhou Y., Xu K. Long-term measurement of high Q optical resonators based on optical vector network analysis with Pound Drever Hall technique // Opt. Exp. 2018. V. 26. Р. 26888–26895.
35. Dai J., Chen Z., Wang X., Ye L., Zhang T., Xu K. Accurate optical vector network analyzer based on optical double-sideband suppressed carrier modulation // Opt. Commun. 2019. V. 447. Р. 61–66.
36. Morozov O.G., Nureev I.I., Sakhabutdinov A.Z., Misbakhov R.S., Sakhbiev T.R., Nurullin R., Papazyan S., Sarvarova L.M. Optical vector analyzer based on carrier-suppressed double-sideband modulation and phase-shift fiber Bragg grating // Proc. Optical Technologies for Telecommun. 2018. V. 11146. P. 111460R.
37. Morozov O.G., Nureev I.I., Sakhabutdinov A.Z., Misbakhov R.S., Papazyan S.G. Optical vector analyzer based on double-side modulation with a suppressed carrier and phase-shift FBG // Proc. 2019 Systems of Signals Generating and Processing in the Field of on Board Communications. 2019. Р. 1–6.
38. Morozov O., Sakhabutdinov A., Nureev I., Papazyan S. Optical vector analyzer for characterization of Fano resonance structures based on unbalanced double-sideband modulation // ITM Web Conf. 2019. V. 30. P. 14003.
39. Morozov O., Nureev I., Sakhabutdinov A., Kuznetsov A., Morozov G., Il’in G., Papazyan S., Ivanov A., Ponomarev R. Ultrahigh-resolution optical vector analyzers // Photonics. 2020. V. 7. P. 14.
40. MZDD-LN-10 Dual-Drive 10 GHz Intensity Modulator URL: https://sphotonics.ru/catalog/amplitude-eomodulator/mzdd-ln-10/
41. 10 Gb/s Dual Drive Mach–Zehnder (DDMZ) Modulator JDS Uniphase Corporation URL: https://pdf.dzsc.com/20130115/21084655-001_2155076.pdf
42. MXIQ-LN-40 Двойной параллельный оптический модулятор Маха–Цандера [Электронный ресурс]. — URL: https://sphotonics.ru/catalog/amplitude-eo-modulator/mxiq-ln-40/
43. Севастьянов А.А., Морозов О.Г., Талипов А.А., Денисенко Е.П., Садеев Т.С., Городилов С.А., Нургазизов М.Р., Денисенко П.Е. Формирование многочастотного излучения в двухпортовом модуляторе Маха–Цендера // Научно-техн. вестник Поволжья. 2013. № 4. С. 232–236.
44. Морозов О.Г., Сахабутдинов А.Ж., Нуреев И.И., Садчиков В.В. Математическая модель сканирования произвольного резонансного контура непрерывным трехчастотным лазерным излучением // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2019. Т. 22. № 4. С. 106–113.
45. Морозов О.Г. Симметричная двухчастотная рефлектометрия в лазерных системах контроля параметров природной и искусственных сред // Докт. дисс. Казань: КНИТУ-КАИ, 2004. 333 с.
46. Нуреев И.И. Векторный анализатор характеристик волоконных брэгговских решеток на основе амплитудно-фазового преобразования оптической несущей // Физика волновых процессов и радиотехнические системы. 2015. Т. 18. № 3–2. С. 76–80.
47. Сахабутдинов А.Ж. Характеризация резонанса Фано в рефрактометрических датчиках на основе кольцевых волоконных брэгговских решеток с π-сдвигом. Результаты моделирования // Инженерный вестник Дона. 2018. № 2. C. 38.
48. Щербаков В.В., Солодков А.Ф., Задерновский А.А. Генерация оптических сигналов, устойчивых к дисперсионной деградации мощности // РЭНСИТ (Радиоэлектроника. Наносистемы). 2019. Т. 11. № 2. С. 161–176.