基于光纤电光调制器的PDH频率锁定稳定性研究

介绍了一种应用于光纤时频传递秒脉冲信号(1PPS)调制的马赫-曾德尔调制器(MZM)偏置点反馈控制系统。本系统将电光调制器的偏置点设置在传输曲线的最小值点(Null)和正斜率正交点(Quad+)之间的线性区域，利用光电二极管(PIN)探测输出1PPS信号的低电平电压的波动来检测偏置点的漂移。对测量到的电压信号进行数字处理后通过控制偏置点反馈系统来稳定调制器的偏置点。对反馈控制理论进行了原理推导，并与基于微扰理论的商用偏置点稳定系统进行了对比实验。实验证明该系统可以避免微扰信号对1PPS传输稳定性的影响，传递性能优于商用偏置点稳定系统。实验结果表明，1PPS 传递时延波动的峰峰值为174 ps，均方根值(RMS)为18 ps，在平均时间为104 s时，1PPS的时间阿伦方差(TDEV)下降到1.7 ps。

基于周期性畴反转铁电材料铌酸锂的电光效应，提出一种利用电光Pokels效应调制偏振态的二进制全光逻辑处理方案并进行了实验验证。当以偏振方向相互正交的两种线偏振光，分别表示光信号1的逻辑0和逻辑1时，信号光的偏振方向在一定的外加电场作用下，将在偏振面内旋转90°，从而实现两种偏振态即逻辑0和逻辑1的相互转换。在不加外电场的情况下，信号光的偏振方向不产生明显变化，从而实现可控逻辑非的功能。当以外加电场的电平信号来表示电信号2的逻辑0和逻辑1时，还能实现异或和同或的逻辑功能。相比于强度编码的方案，该偏振编码的方案对于信号的损耗很小，因此能够更方便地应用于多重级联系统，从而实现更复杂的逻辑功能。