一种基于通信算法的双光频梳生成系统及方法与流程

1.本技术涉及光通信技术领域，具体而言，涉及一种基于通信算法的双光频梳生成系统及方法。


背景技术：

2.目前，光学通信和光谱应用严重依赖于各种类型的光学光谱的测量，如吸收/透射光谱、荧光光谱和拉曼光谱，但分辨率和速度往往是一个瓶颈。在各种可用的光谱测量方法中，光谱分析是最受欢迎的。双光频梳系统通过使用两个重复频率轻微失调的光频率梳，可以将宽带梳线映射到射频域，这种所谓的多外差或双梳工艺因其在动态范围、刷新率和光谱分辨率方面的优势而被广泛采用。双光频梳将传统宽带光谱学和可调谐激光光谱学的许多优点结合到一个平台上，与传统的傅里叶变换红外光谱仪一样，接收解调端只需使用一个光电探测器，就可以探测到光谱。
3.由于不需要运动部件或高分辨率虚拟图像相控阵，双光频梳提供了超越传统傅里叶变换光谱的可能性。基于日益增长的数据采集速度、灵敏度、调谐范围和精度需求，人们探索研究了从太赫兹到紫外波段的各种双光频梳方法。这些方法通过各种光频率梳源实现，包括锁模激光器、微谐振器梳、量子级联激光器和电光数字频梳。对于大部分双光频梳的产生端而言，用于维持相互相干的额外锁相和控制电子器件体积庞大且成本高昂，系统结构设计复杂，极大阻碍了双光梳系统的广泛应用，是目前急需解决的重要问题。由于电光数字双梳干涉仪相互之间相位相干，不需要长时间的测量、复杂的锁定系统和计算机算法，仪器复杂度大大降低，在光学相干层析成像和光谱分析等方面得到了广泛应用。此外，由于代码产生的数字信号可以灵活设计梳齿的间隔，而不像锁模激光器和微谐振器梳那样固定腔长，因此数字光频梳比锁模激光器、量子级联激光器和微谐振器梳具有灵活性的优势。但对于传统的电光数字光频梳而言，系统虽有所简化，但还是需要分两路进行实现，需要多个分路器、电光调制器、声光调制器、平衡探测器等，系统复杂程度也不低。
4.总的来说，目前无论是锁模激光器、微谐振器梳、量子级联激光器还是传统电光数字频梳这几种方法的双光频梳的产生系统都较为复杂，不利于实际应用需求。


技术实现要素：

5.本技术实施例的目的在于提供一种基于通信算法的双光频梳生成系统及方法，可以实现简化双光频梳的产生系统，提高实用性的技术效果。
6.第一方面，本技术实施例提供了一种基于通信算法的双光频梳生成系统，包括通信算法模块和双光频梳产生模块；所述通信算法模块用于通过伪随机二进制序列生成预设时域信号，并将所述预设时域信号发送至所述双光频梳产生模块，所述预设时域信号在频域上为具有频差的两组梳齿；所述双光频梳产生模块包括激光器、信号发生器、电光调制器和微腔，所述电光调
制器的输入端分别连接所述激光器、所述信号发生器，所述电光调制器的输出端连接所述微腔，所述激光器生成预设波长的连续激光信号，所述信号发生器接收所述预设时域信号、并基于所述预设时域信号生成双频梳时域数字电信号，所述电光调制器基于所述双频梳时域数字电信号将所述连续激光信号调制为双光频梳对应的时域伪随机序列光信号，并将所述时域伪随机序列光信号输入至所述微腔。
7.在上述实现过程中，该基于通信算法的双光频梳生成系统通过通信算法模块生成预设时域信号，从而通过通信算法对双光频梳的设计，在频域上设计成有一定频差的两组梳齿，经过快速反傅里叶变换可以得到一组整合的双梳时域信号（预设时域信号）；将预设时域信号导入信号发生器，由信号发生器发送信号对经过电光调制器的连续激光信号进行调制，实现双光频梳的产生；双光频梳经过微腔后，接收端可以通过光电探测器进行拍频，实现双光频梳下变频、降低探测带宽的过程；该基于通信算法的双光频梳生成系统的结构简单、灵活度高、稳定性强，可以实现简化双光频梳的产生系统，提高实用性的技术效果。
8.进一步地，所述双光频梳生成系统还包括光电探测器，所述时域伪随机序列光信号通过所述微腔发生谐振后，由所述光电探测器接收并探测所述谐振后的时域伪随机序列光信号。
9.在上述实现过程中，时域伪随机序列光信号通过微腔发生谐振后、梳齿在频域上会存在特定吸收造成的频谱凹陷；从而，通过光电探测器拍频探测后，在窄带宽中可以解调出这一频谱凹陷，即可以在低采样率下高度还原原本高带宽内的频谱信息。
10.进一步地，所述微腔的谐振条件为：2πnr=mλ；其中，n为所述微腔中微环的有效折射率，r为微环的半径，m为谐振阶数m=1、2、3
…
，λ为谐振波长，π为圆周率。
11.在上述实现过程中，满足谐振条件的光将在微腔中发生谐振，不满足谐振条件的光将直接从原波导输出，这样从扫频的透射谱来看，就可以看到在特定波长处有对应谐振峰的存在，此时梳齿在频域上会存在特定吸收造成的频谱凹陷。
12.进一步地，所述通信算法模块包括prbs码时域单元、prbs码频域单元、频域整合单元和双梳时域单元，所述prbs码时域单元、所述prbs码频域单元、所述频域整合单元和所述双梳时域单元依次连接。
13.进一步地，所述prbs码时域单元生成两组prbs码序列，且所述两组prbs码序列的长度不一致。
14.进一步地，所述prbs码频域单元获取所述prbs码时域单元生成的两组prbs码序列，通过傅里叶变换基于所述两组prbs码序列生成中心频率相同、重复频率不同的两组频率梳齿。
15.进一步地，中心频率相同、重复频率不同的两组频率梳齿在所述频域整合单元进行叠加整合为重合频率梳齿，所述重合频率梳齿在所述双梳时域单元进行快速傅里叶逆变换为所述预设时域信号。
16.第二方面，本技术实施例还提供了一种基于通信算法的双光频梳生成方法，应用于第一方面任一项所述的基于通信算法的双光频梳生成系统，所述方法包括：基于通信算法模块生成预设时域信号；
所述预设时域信号在所述信号发生器中生成双频梳时域数字电信号；基于激光器生成连续激光信号；所述连续激光信号在电光调制器中通过双频梳时域数字电信号进行调制，获得双光频梳对应的时域伪随机序列光信号；所述时域伪随机序列光信号在微腔中发生谐振，谐振后的所述时域伪随机序列光信号由光电探测器接收并探测。
17.进一步地，基于通信算法模块生成预设时域信号的步骤，包括：基于prbs码时域单元生成两组prbs码序列；所述两组prbs码序列在prbs码频域单元中通过傅里叶变换，生成中心频率相同、重复频率不同的两组频率梳齿；所述两组频率梳齿在频域整合单元进行叠加整合为重合频率梳齿，其中所述两组频率梳齿的零频梳齿重合；所述重合频率梳齿在所述双梳时域单元进行快速傅里叶逆变换为所述预设时域信号。
18.进一步地，所述时域伪随机序列光信号在微腔中发生谐振，谐振后的所述时域伪随机序列光信号由光电探测器接收并探测的步骤，包括：所述时域伪随机序列光信号中满足所述微腔的谐振条件的光信号发生谐振，所述时域伪随机序列光信号中不满足所述微腔的谐振条件的光信号将从原波导输出，所述时域伪随机序列光信号在预设波长处有对应谐振峰；谐振后的所述时域伪随机序列光信号在频域上存在预设波长处吸收造成的频谱凹陷，通过光电探测器接收并探测，解调出所述频谱凹陷。
19.本技术公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本技术公开的上述技术即可得知。
20.为使本技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
22.图1为本技术实施例提供的基于通信算法的双光频梳生成系统的结构示意图；图2为本技术实施例提供的一种基于通信算法的双光频梳生成方法的流程示意图；图3为本技术实施例提供的另一种基于通信算法的双光频梳生成方法的流程示意图；图4为本技术实施例提供的数字频梳的示意图；图5为本技术实施例提供的模拟拍频效果的示意图；图6为本技术实施例提供的频梳解调原理的示意图；
图7为本技术实施例提供的双光频梳的微腔谐振测量结果的示意图。
23.图标：通信算法模块100；prbs码时域单元110；prbs码频域单元120；频域整合单元130；双梳时域单元140；双光频梳产生模块200；激光器210；信号发生器220；电光调制器230；微腔240；光电探测器250。
具体实施方式
24.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.在本技术中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本技术及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
26.并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本技术中的具体含义。
27.此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或点连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的联通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
28.此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分（具体的种类和构造可能相同也可能不同），并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
29.本技术实施例提供了一种基于通信算法的双光频梳生成系统及方法，可以应用双光频梳的产生过程中；该基于通信算法的双光频梳生成系统通过通信算法模块生成预设时域信号，从而通过通信算法对双光频梳的设计，在频域上设计成有一定频差的两组梳齿，经过快速反傅里叶变换可以得到一组整合的双梳时域信号（预设时域信号）；将预设时域信号导入信号发生器，由信号发生器发送信号对经过电光调制器的连续激光信号进行调制，实现双光频梳的产生；双光频梳经过微腔后，接收端可以通过光电探测器进行拍频，实现双光频梳下变频、降低探测带宽的过程；该基于通信算法的双光频梳生成系统的结构简单、灵活度高、稳定性强，可以实现简化双光频梳的产生系统，提高实用性的技术效果。
30.请参见图1，图1为本技术实施例提供的基于通信算法的双光频梳生成系统的结构示意图，该基于通信算法的双光频梳生成系统包括通信算法模块100和双光频梳产生模块200；示例性地，通信算法模块100用于通过伪随机二进制序列生成预设时域信号，并将预设时域信号发送至双光频梳产生模块，预设时域信号在频域上为具有频差的两组梳齿。
31.示例性地，通过伪随机二进制序列（pseudo-random binary sequence，prbs）可以产生随机的比特数据流，基于伪随机二进制序列生成两组prbs码序列，两组prbs码序列的长度不一致、以实现频域上的轻微失调；从而，基于两组prbs码生成预设时域信号，预设时域信号在频域上为具有频差的两组梳齿。
32.示例性地，双光频梳产生模块200包括激光器210、信号发生器220、电光调制器230和微腔240，电光调制器230的输入端分别连接激光器210、信号发生器220，电光调制器230的输出端连接微腔240，激光器210生成预设波长的连续激光信号，信号发生器220接收预设时域信号、并基于预设时域信号生成双频梳时域数字电信号，电光调制器230基于双频梳时域数字电信号将连续激光信号调制为双光频梳对应的时域伪随机序列光信号，并将时域伪随机序列光信号输入至微腔240。
33.示例性地，电光调制器230受到由代码（预设时域信号）驱动的信号发生器产生的双频梳时域数字电信号的控制，将单波长、功率稳定的连续激光信号调制成双光频梳对应的时域伪随机序列光信号，从而实现电频梳到光频梳的转换。
34.示例性地，双光频梳生成系统还包括光电探测器250，时域伪随机序列光信号通过微腔240发生谐振后，由光电探测器250接收并探测谐振后的时域伪随机序列光信号。
35.示例性地，时域伪随机序列光信号通过微腔240发生谐振后、梳齿在频域上会存在特定吸收造成的频谱凹陷；从而，通过光电探测器250拍频探测后，在窄带宽中可以解调出这一频谱凹陷，即可以在低采样率下高度还原原本高带宽内的频谱信息。
36.示例性地，微腔240的谐振条件为：2πnr=mλ；其中，n为微腔中微环的有效折射率，r为微环的半径，m为谐振阶数m=1、2、3
…
，λ为谐振波长，π为圆周率。
37.示例性地，满足谐振条件的光将在微腔240中发生谐振，不满足谐振条件的光将直接从原波导输出，这样从扫频的透射谱来看，就可以看到在特定波长处有对应谐振峰的存在，此时梳齿在频域上会存在特定吸收造成的频谱凹陷。
38.示例性地，通信算法模块100包括prbs码时域单元110、prbs码频域单元120、频域整合单元130和双梳时域单元140，prbs码时域单元110、prbs码频域单元120、频域整合单元130和双梳时域单元140依次连接。
39.示例性地，prbs码时域单元110生成两组prbs码序列，且两组prbs码序列的长度不一致。
40.示例性地，prbs码频域单元120获取prbs码时域单元110生成的两组prbs码序列，通过傅里叶变换基于两组prbs码序列生成中心频率相同、重复频率不同的两组频率梳齿。
41.示例性地，中心频率相同、重复频率不同的两组频率梳齿在频域整合单元130进行叠加整合为重合频率梳齿，重合频率梳齿在双梳时域单元140进行快速傅里叶逆变换为预设时域信号。
42.请参见图2，图2为本技术实施例提供的一种基于通信算法的双光频梳生成方法的流程示意图，应用于图1所示的基于通信算法的双光频梳生成系统，该基于通信算法的双光频梳生成方法包括如下步骤：s100：基于通信算法模块生成预设时域信号；
s200：预设时域信号在信号发生器中生成双频梳时域数字电信号；s300：基于激光器生成连续激光信号；s400：连续激光信号在电光调制器中通过双频梳时域数字电信号进行调制，获得双光频梳对应的时域伪随机序列光信号；s500：时域伪随机序列光信号在微腔中发生谐振，谐振后的时域伪随机序列光信号由光电探测器接收并探测。
43.请参见图3，图3为本技术实施例提供的另一种基于通信算法的双光频梳生成方法的流程示意图。
44.示例性地，s100：基于通信算法模块生成预设时域信号的步骤，包括：s110：基于prbs码时域单元生成两组prbs码序列；s120：两组prbs码序列在prbs码频域单元中通过傅里叶变换，生成中心频率相同、重复频率不同的两组频率梳齿；s130：两组频率梳齿在频域整合单元进行叠加整合为重合频率梳齿，其中两组频率梳齿的零频梳齿重合；s140：重合频率梳齿在双梳时域单元进行快速傅里叶逆变换为预设时域信号。
45.示例性地，s500：时域伪随机序列光信号在微腔中发生谐振，谐振后的时域伪随机序列光信号由光电探测器接收并探测的步骤，包括：时域伪随机序列光信号中满足微腔的谐振条件的光信号发生谐振，时域伪随机序列光信号中不满足微腔的谐振条件的光信号将从原波导输出，时域伪随机序列光信号在预设波长处有对应谐振峰；谐振后的时域伪随机序列光信号在频域上存在预设波长处吸收造成的频谱凹陷，通过光电探测器接收并探测，解调出频谱凹陷。
46.示例性地，本技术实施例基于通信算法自由编码的方法拓展出一种系统结构简单、灵活度高、稳定性强的双光频梳系统：通过电脑端（通信算法模块）对双光梳系统的产生代码进行仿真设计，在代码端将两个重复频率轻微失调的光频率梳频域上整合起来，经过快速反傅里叶变换得到一组双梳时域信号；代码产生的时域数字信号输入信号发生器，由信号发生器发送信号对单频光进行强度调制，将信号发生器产生的电信号频域梳齿转变为光信号频域梳齿，实现双光频梳的产生；接收端通过光电探测器进行拍频，实现双光频梳探测端带宽压缩的过程。
47.示例性地，结合图1至图3，本技术实施例提供的基于通信算法的双光频梳生成系统，主要分为两个部分：一是通信算法模块100，主要通过伪随机二进制序列（prbs）生成频域上平坦的时域信号，实现数字电双频梳时域信号的产生；二是双光频梳产生模块200，主要通过激光器210、信号发生器220、电光调制器230和光电探测器250一套简单的系统实现简单、灵活、便捷的数字双光频梳产生及测试功能。
48.示例性地，prbs码可以产生随机的比特数据流， prbs码的常规格式是prbsn， n表示寄存器的长度，对应的输出长度可表示为：prbs n=2
n-1；如prbs8就表示prbs码对应的寄存器是8位，一个周期所能产生的数据是28−
1，即
255比特数据，目前常用的prbs码有prbs7、prbs9、prbs11、prbs15、prbs32等，本技术不作限定；在一些实施场景中，根据设计需求，首先用prbs码生成两组prbs码序列，两组prbs码长度不一致，以实现频域上的轻微失调，再将其通过傅里叶变换到频域上并平均分布于固定范围带宽内；从而，得到两组中心频率为f0，重复频率略有不同的两组频率梳齿，频梳的梳齿频率分别为f
1,n
和f
2,n
，两组梳齿的间隔分别为δf1与δf2，则相互之间的频差可记为：δf
=
δf2–
δf1；该两组频梳的零频梳齿重合，则随后频梳两侧序号梳齿之间在频域上相差、δf、2
×
δf、3
×
δf、
···
、n
×
δf；代码上将两组频梳梳齿横坐标统一后叠加在一个频谱上，再进行快速傅里叶逆变换转成两组prbs码时域上的叠加，从而减小了实验系统的负担与复杂度，大大提升系统的稳定性；可选地，作为示例，算法代码仿真中采用的梳齿间隔为δf1=65.9mhz、δf1=63.9mhz，频差δf
=
δf2–
δf1=2mhz，总带宽2ghz，单边带1ghz，双梳叠加效果如图4所示，图4为本技术实施例提供的数字频梳的示意图；模拟光电探测器效果对双梳齿进行拍频解调，新频谱的梳齿间隔为δf，成功将ghz带宽压缩到mhz级别，证明了双频梳在时域上直接叠加也能实现双梳齿下变频压缩带宽的作用，结果如图5所示，图5为本技术实施例提供的模拟拍频效果的示意图。
49.在一些实施场景中，实施例中采用的梳齿间隔为δf1=5mhz、δf1=5.005mhz，频差δf
=
δf2–
δf1=5khz，总带宽5ghz，单边带2.5ghz。因此系统的频谱分辨率约为5mhz满足绝大多数微腔的需求，最高采样率与频差5khz一致，满足高速采样的需求。需要注意的是，上述参数指标都可以随需求自由调节，灵活度高，适应性强；在双光频梳产生模块中，由单波长连续激光器发出波长为λ0=1550nm的连续激光信号，进入电光强度调制器进行调制。电光强度调制器受到由代码驱动的信号发生器产生的双频梳时域数字电信号的控制，将单波长功率稳定的连续激光信号调制成双光频梳对应的时域伪随机序列，实现电频梳到光频梳的转换；随后输入至微腔系统中，由于微腔的特性，在微环谐振腔内满足谐振条件的波长将在环内发生谐振，其中n为微环的有效折射率，r为微环的半径，m为谐振阶数m=1,2,3
…
，为谐振波长。不满足谐振条件的光将直接从原波导输出，这样从扫频的透射谱来看，就可以看到在特定波长处有对应谐振峰的存在，单边带2.5ghz频梳下变频到2.5mhz，结果如图6所示，图6为本技术实施例提供的频梳解调原理的示意图；因此，双光频梳经过微腔后，梳齿在频域上会存在特定吸收造成的频谱凹陷，进入光电探测拍品探测后，在下变频后单边带2.5mhz窄带宽中可以解调出这一凹陷，即可以在低采样率下高度还原原本2.5ghz带宽内的频谱信息。同时，改变梳齿的中心波长λ0，将波长向短波方向移动，可以看到对应频谱内的谐振峰向右移动移动，证明该凹陷确实由微环谐振产生，如图7所示，图7为本技术实施例提供的双光频梳的微腔谐振测量结果的示意图，该双光频梳生成系统能够很好的进行高精度、可调节、高速的探测。
50.在本技术所有实施例中，“大”、“小”是相对而言的，“多”、“少”是相对而言的，“上”、“下”是相对而言的，对此类相对用语的表述方式，本技术实施例不再多加赘述。
51.应理解，说明书通篇中提到的“在本实施例中”、“本技术实施例中”或“作为一种可选的实施方式”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在本实施例中”、“本技术实施例中”或“作为一种可选的实施方式”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于可选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本技术所必须的。
52.在本技术的各种实施例中，应理解，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本技术实施例的实施过程构成任何限定。
53.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应与权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种基于通信算法的双光频梳生成系统，其特征在于，包括通信算法模块和双光频梳产生模块；所述通信算法模块用于通过伪随机二进制序列生成预设时域信号，并将所述预设时域信号发送至所述双光频梳产生模块，所述预设时域信号在频域上为具有频差的两组梳齿；所述双光频梳产生模块包括激光器、信号发生器、电光调制器和微腔，所述电光调制器的输入端分别连接所述激光器、所述信号发生器，所述电光调制器的输出端连接所述微腔，所述激光器生成预设波长的连续激光信号，所述信号发生器接收所述预设时域信号、并基于所述预设时域信号生成双频梳时域数字电信号，所述电光调制器基于所述双频梳时域数字电信号将所述连续激光信号调制为双光频梳对应的时域伪随机序列光信号，并将所述时域伪随机序列光信号输入至所述微腔。2.根据权利要求1所述的基于通信算法的双光频梳生成系统，其特征在于，所述双光频梳生成系统还包括光电探测器，所述时域伪随机序列光信号通过所述微腔发生谐振后，由所述光电探测器接收并探测所述谐振后的时域伪随机序列光信号。3.根据权利要求1所述的基于通信算法的双光频梳生成系统，其特征在于，所述微腔的谐振条件为：2πnr=mλ；其中，n为所述微腔中微环的有效折射率，r为微环的半径，m为谐振阶数m=1、2、3
…
，λ为谐振波长，π为圆周率。4.根据权利要求1所述的基于通信算法的双光频梳生成系统，其特征在于，所述通信算法模块包括prbs码时域单元、prbs码频域单元、频域整合单元和双梳时域单元，所述prbs码时域单元、所述prbs码频域单元、所述频域整合单元和所述双梳时域单元依次连接。5.根据权利要求4所述的基于通信算法的双光频梳生成系统，其特征在于，所述prbs码时域单元生成两组prbs码序列，且所述两组prbs码序列的长度不一致。6.根据权利要求5所述的基于通信算法的双光频梳生成系统，其特征在于，所述prbs码频域单元获取所述prbs码时域单元生成的两组prbs码序列，通过傅里叶变换基于所述两组prbs码序列生成中心频率相同、重复频率不同的两组频率梳齿。7.根据权利要求6所述的基于通信算法的双光频梳生成系统，其特征在于，中心频率相同、重复频率不同的两组频率梳齿在所述频域整合单元进行叠加整合为重合频率梳齿，所述重合频率梳齿在所述双梳时域单元进行快速傅里叶逆变换为所述预设时域信号。8.一种基于通信算法的双光频梳生成方法，其特征在于，应用于权利要求1至权利要求6任一项所述的基于通信算法的双光频梳生成系统，所述方法包括：基于通信算法模块生成预设时域信号；所述预设时域信号在所述信号发生器中生成双频梳时域数字电信号；基于激光器生成连续激光信号；所述连续激光信号在电光调制器中通过双频梳时域数字电信号进行调制，获得双光频梳对应的时域伪随机序列光信号；所述时域伪随机序列光信号在微腔中发生谐振，谐振后的所述时域伪随机序列光信号由光电探测器接收并探测。9.根据权利要求8所述的基于通信算法的双光频梳生成方法，其特征在于，基于通信算
法模块生成预设时域信号的步骤，包括：基于prbs码时域单元生成两组prbs码序列；所述两组prbs码序列在prbs码频域单元中通过傅里叶变换，生成中心频率相同、重复频率不同的两组频率梳齿；所述两组频率梳齿在频域整合单元进行叠加整合为重合频率梳齿，其中所述两组频率梳齿的零频梳齿重合；所述重合频率梳齿在双梳时域单元进行快速傅里叶逆变换为所述预设时域信号。10.根据权利要求8所述的基于通信算法的双光频梳生成方法，其特征在于，所述时域伪随机序列光信号在微腔中发生谐振，谐振后的所述时域伪随机序列光信号由光电探测器接收并探测的步骤，包括：所述时域伪随机序列光信号中满足所述微腔的谐振条件的光信号发生谐振，所述时域伪随机序列光信号中不满足所述微腔的谐振条件的光信号将从原波导输出，所述时域伪随机序列光信号在预设波长处有对应谐振峰；谐振后的所述时域伪随机序列光信号在频域上存在预设波长处吸收造成的频谱凹陷，通过光电探测器接收并探测，解调出所述频谱凹陷。

技术总结
本申请实施例提供一种基于通信算法的双光频梳生成系统及方法，涉及光通信技术领域。该双光频梳生成系统，通信算法模块用于通过伪随机二进制序列生成预设时域信号，并将预设时域信号发送至双光频梳产生模块，预设时域信号在频域上为具有频差的两组梳齿；双光频梳产生模块包括激光器、信号发生器、电光调制器和微腔，电光调制器的输入端分别连接激光器、信号发生器，电光调制器的输出端连接微腔，激光器生成预设波长的连续激光信号，信号发生器接收预设时域信号、并基于预设时域信号生成双频梳时域数字电信号，电光调制器基于双频梳时域数字电信号将连续激光信号调制为双光频梳对应的时域伪随机序列光信号，并将时域伪随机序列光信号输入至微腔。光信号输入至微腔。光信号输入至微腔。


技术研发人员：李朝晖 钟锐峰 潘竞顺
受保护的技术使用者：南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）
技术研发日：2023.09.04
技术公布日：2023/10/8