Mach-Zehnder干涉仪增强低阶谐波抑制法：高纯度微波信号的产生与优化

本文主要探讨了一种创新的方法，利用结合了外腔Mach-Zehnder干涉仪(MZI)的低阶谐波抑制有理谐波锁模光纤激光器（Rational Harmonic Mode Locked Fiber Laser, RHML-FL）来生成高纯度微波信号。RHML-FL技术通过对激光器的特定调制，如通过合理设计的锁模机制，能够在保持等幅脉冲序列的同时，有效抑制低阶谐波，例如第三阶互调产物(IMD3)。研究者发现，在510 MHz的频率范围内（1.98 – 2.49 GHz），仅通过预失真处理，IMD3的增益可提升超过10 dB，无需改变电子电路配置，显示出良好的线性化能力。 实验结果显示，当在100 MHz通道间隔下工作时，预失真处理带来的IMD3增强超过了自由运行状态下的10 dB，这表明提出的预失真方案适用于各种频率带宽和宽通道。在微波信号的输出功率方面，文章展示了基础信号和IM3信号随着输入功率的变化趋势。在自由运行状态下，信号的瞬时信噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)达到85.8 dB Hz^2/3，而在应用预失真后，SNR提升到了93.0 dB Hz^2/3，这意味着动态范围得到了7.2 dB的显著增强。 此外，该提出的光学-电预失真器不仅对分布式反馈激光器(DFB-LD)和具有相同Epitaxial结构的Fabry-Perot激光器（FP-LD）等光学源的失真有显著抑制作用，而且在外部环境条件下也表现出良好的效果。这意味着这种方法不仅在实验室环境下适用，而且在实际应用中也具有广泛的适应性，对于提高微波信号的纯净度和稳定性具有重要的实践价值。 这项研究通过精密的光电器件设计和控制策略，展示了如何有效地利用光纤激光器产生高纯度、宽频带的微波信号，这对于通信、雷达和无线通信等领域有着重大的技术突破。