超大容量光通信、慢光存儲、超高精度計量等前沿研究,要求光器件和光子集成芯片具有多維(包括幅度、相位和偏振)、高精細的頻譜操控能力。研制、生產和應用這些光器件和光芯片中,必須精細測量出其在多個維度上的光譜響應。
江蘇省科學技術廳，提出了一種基于非對稱光雙邊帶調制的光矢量分析方法，實現了分辨率為334 Hz、動態范圍大于 90 dB、測量范圍為1.075 THz的光器件光譜響應的測量。基于光雙邊帶調制的光矢量分析技術,實現了多維度、大測量帶寬、高精度的光矢量分析,并采用理論分析與實驗驗證相結合的方式進行了初步研究。可在高精細光器件和創新光子集成芯片的研制和應用中獲取新數據,從而有力支撐前沿研究領域的創新和突破。
光學信息處理
運用透鏡的傅里葉變換效應，在圖像的空間頻域(傅里葉透鏡的焦平面)對光學圖像信號 進行濾波，提取或加強所需的圖像(信號)，濾掉或抑制不需要的圖像(噪聲)，并進行透鏡傅里葉逆變換輸出處理后的圖像的全部過程。它可以是一維、二維、三維的空間性的信息。全息術、光學傳遞函數和激光技術為基礎。
空間光濾波器和光電混合處理
對輸入圖像的空間頻譜進行濾波。經濾波處理的譜通過透鏡L2進行傅里葉逆變換，用另一個電荷耦合器件CCD1或數碼相機記錄輸出圖像，送入計算機進行分析。全部輸入、濾波和輸出過程由計算機控制，過程非常快，可近似認為是實時的，稱為光電混合處理。
超高分辨率光矢量分析技術
實現超高分辨率光矢量分析的有效途徑是:采用微波光子技術將粗粒度的光域波長掃描轉換成超高分辨率的微波頻率掃描,輔以高精度電幅相檢測,進而實現光器件多維光譜響應的超高分辨率測量。然而,該光矢量分析技術仍面臨測量范圍較窄、動態范圍較小和測量誤差較大這三個關鍵挑戰。
光雙邊帶調制的光矢量分析技術
通過對光載波移頻實現非對稱光雙邊帶調制,經光電轉換后使兩個一階邊帶所攜帶的響應信息分別轉換到兩個不同頻率的微波信號上,采用微波幅相檢測即可獲取待測器件在光載波兩側的頻譜響應。相比于傳統的基于光單邊帶掃頻的光矢量分析技術,本方法突破了測量系統中光電子器件和微波器件工作帶寬的限制,將單通道測量帶寬提升了一倍;由于所檢測信號與高階邊帶所產生的拍頻信號在頻率上不同,測量結果不會受到高階邊帶的影響。提出并實驗論證了三種基于光雙邊帶調制的光矢量分析技術方案。
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