TWI431951B - 升頻系統及方法 - Google Patents
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Description
本揭露係關於一種升頻系統及方法，特別係關於一種採用平行架構之光調變器與光移相器之升頻系統及方法。
近年來，由於使用者對於高畫質影像以及高速資料傳輸需求，傳統以同軸電纜線與雙絞線為傳輸媒介之網路架構已不敷使用。以被動光纖網路為基礎之光纖到府(Fiber to the x-，FTTx)已被廣泛建構在高傳輸速率有線服務中，以提供三重服務，包含聲音、影像與數據。同時，為了因應目前無線通訊對於頻寬需求的急速增加，光載微波無線訊號(Radio over Fiber,ROF)技術也成為非常熱門的研究課題之一。
圖1例示習知利用光載微波(RF)無線訊號之技術。當無線通訊所需的頻寬增加時，所需要的載波頻率也需要增加。然而無線微波訊號傳輸距離會隨載波頻率增加而降低。基於光纖低損耗的特性，利用光載微波無線訊號之技術，可有效延伸高頻無線訊號到所需要服務的區域，再透過光電轉換成無線高頻訊號，透過天線傳送出來，解決傳輸距離降低之問題，有效提高無線網路訊號涵蓋範圍，如圖1所示。
圖2例示習知混合式光纖擷取網路(Hybrid Access Network)之技術。近年來，整合光載微波無線訊號與光纖到府，使用同一光纖網路，形成混合式光纖擷取網路之技術亦被廣泛的研究。使用混合式光纖擷取網路，不只可以同時提供聲音、影像、數據與無線之四重服務，亦可有效利用已鋪設光纖網路系統，並大大降低電信營運商的無線網路建置成本。
然而，一般在傳送端需要產生高頻無線訊號時，都需要一頻率震盪器以產生高頻無線訊號的載波，一旦所需要的無線載波頻率很高時，所有傳送端的元件模組就都需要支援如此高的頻段。近年來，隨著高畫質影音技術不斷的進步，不久的未來高畫質影音規格HDMI 1.3的傳輸量將會達到10Gbps，為了因應此一趨勢，2008年初，Intel、LG Electronics、Panasonic、NEC、Samsung、SiBEAM、SONY、Toshiba等國際大廠組成WirelessHD Consortium積極的探討利用60GHz載波來傳送高畫質影音資訊的可行性。60GHz毫米波有7GHz大頻寬的特性，非常適合用來傳送如此大量寬頻的影音資料。然而，要操作在此一頻段，傳送端所有的元件，包括頻率震盪器、功率放大器等等都需要操作在60GHz如此高的頻段，無疑大大增加整個系統的複雜度與成本。
光載微波無線訊號(RoF)技術，除了可以利用光纖具有數十個THz的超大頻寬以及極低的傳輸損耗，來載送無線高頻訊號以延伸傳輸距離至數公里長到所需要服務的區域之外，也可以透過特殊RoF光傳送模組的設計，達到倍頻的效果。例如一個四倍頻的RoF光傳送器，就可以將15GHz的無線訊號倍頻至60GHz，如此一來，就可以大大降低傳送端所需高頻的電元件操作的頻率，這不僅可以降低系統的複雜度，也可以使用較低頻的元件來降低整個系統的成本。
習知技術I：US 7,006,772，由日本National Institute of Information and Communication Technology機構的Toshiaki Kuri等人提出”Method And Apparatus for Transmitting High-Frequency Signal in Optical Communication System”。Toshiaki Kuri等人利用一般的雙邊帶(Double sideband)RoF光調變器，使得原本頻率為fRF
的無線載波訊號被調變至頻率為fO1
光載波的兩旁，頻率各為fO1
+fRF
以及fO1
-fRF
。在傳送至接收端時，在接收端進行光電轉換之前，再打入一道頻率為fO2
的雷射光，這兩道光耦合在一起，進入光接收器之後，由於光接收器具有平方的效果，使得這兩道光在轉換成電訊號之後，無線訊號會落在這兩道光的頻率相加與相減項，相加項頻率過高，自然會被濾除，而留下來的頻率相減項，便會落在fRF
+(fO1
-fO2
)這個頻率，也因此可以藉由調整fO2
來改變光電轉換後的無線訊號頻率，達到升頻的效果。若(fO1
-fO2
)=3fRF
，也就可以達到四倍頻的效果。
然而，在接收端耦合一道雷射光，必需要有複雜的同調機制控制，例如這兩道雷射光的相位、極化都必需控制得當，否則一旦這兩道光產生破壞性干涉，無線訊號會被嚴重的衰減。另外，雷射的頻率控制要達到精確的精準度仍是相當困難的技術，而且雷射也容易因為溫度的改變而產升頻率的飄移，因此要精確的產生升頻的無線頻率是相當困難的，一旦升頻頻率不準確，這也會導致無線傳輸系統傳輸資料錯誤。
習知技術II：2005年9月IEEE JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY，VOL. 23,NO. 9,pp. 2687~2695，由加拿大University of Ottawa的Guohua Qi等人提出”Optical Generation and Distribution of Continuously Tunable Millimeter-Wave Signals Using an Optical Phase Modulator”。Guohua Qi等人利用雙極輸入的光調變器，將無線訊號分別同相位的輸入光調變器的兩個輸入端，並將光調變器偏壓在Vπ，便可以產生雙邊帶光譜訊號，其中包含光載波以及兩倍頻的無線訊號項，以及所有的偶數倍頻的高階無線訊號諧波成分。光傳送端輸出光訊號再經過一光濾波器將光載波濾除，便只剩下光載波左右兩根的無線載波訊號，頻率分別為fO
+2fRF
以及fO
-2fRF
，所以經過具平方器特性的光接收器之後，無線訊號便會落在這兩個訊號的頻率相減項，也就是四倍頻(4fRF
)的位置。
然而，這個架構需要一光濾波器，此光濾波器頻率必需可調並且對準傳送端訊號的光載波頻率，可調式光濾波器通常成本高昂。同時，此光濾波器不能夠濾除無線載波訊號，因此當無線載波相當靠近光載波時，此光濾波器必需支援夠窄的頻寬以避免濾除傷害到無線載波，一個可以調整頻寬或相當窄頻的光濾波器，無疑又增加系統成本與複雜度。
習知技術III：2008年8月IEEE JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY，VOL. 26,NO. 15,pp. 2706~2711，由中國大陸Zhejiang University的Hao Chi與加拿大University of Qttwa的Jianping Yao共同提出”Frequency Quadrupling and Upconversion in a Radio Over Fiber Link”，其利用了三個串列光調變器與一相位可調光纖模組，組成一光四倍升頻的系統。此一架構分別將無線載波分成兩個相位相差90度的等分訊號，分別輸入第一個光調變器，且將此光調變器偏壓在Vπ，如此便可以將光載波消除，剩下奇數倍頻的無線載波頻率。再將此輸出光訊號輸入一相位可調光纖模組，使得不同的頻率有不同的相位改變，促使原本光載波旁的兩個一倍頻的無線載波有相位180度的差異。再將此光訊號輸入第二個光調變器，並將第二個光調變器同樣偏壓在Vπ，便能夠產生四倍頻的效果。產生的光訊號當作調變光源，輸入到第三個光調變器來調變無線訊號，便能成功將無線訊號倍頻至四倍頻的位置。
此一架構雖然避免了可調式光濾波器，但是卻需要兩個90度電相位控制器，以及增加一個相位可調式光纖模組。電相位控制器必需準確控制兩路的無線載波訊號相差90度，一般難以達到精準的準確度，而且相位改變程度又與頻率有關極難控制。另外相位可調式光纖模組必需利用不同頻率光訊號在光纖中傳送會遭遇不同的相位延遲特性來改變相位，但是光纖長度控制不易，而且過長的光纖會導致功率損耗與色散的干擾，並非一理想的方法。
習知技術IV：2007年8月IEEE Photonic Technology Letter，VOL. 19,NO. 14,pp. 1057~1059，由中國大陸北京清華大學的Jian Zhang等人提出”A photonic microwave frequency quadrupler using two cascaded intensity modulators with repetitious optical carrier suppression”。Jian Zhang等人利用了兩個串列光調變器組成一光四倍升頻的系統，其分別將無線載波分成兩個相位相差90度的等分訊號，分別輸入第一個光調變器，必且將此光調變器偏壓在Vπ，如此便可以將光載波消除，剩下奇數倍頻的無線載波頻率。再將此輸出光訊號輸入第二個光調變器，並將第二個光調變器同樣偏壓在Vπ，便能夠產生四倍頻的效果。和先前技術III不同的是，此架構不需要一額外的相位可調式光纖模組來使得第一光調變器的輸出兩個無線載波光訊號產生180度的相位差，而是巧妙地將欲調變的無線訊號利用電相位偏移器產生90的相位偏移，再送入第二光調變器的電輸入端，產生和先前技術III一樣的效果，使得左右個無線光訊號可以有不同的相位，並相消以產生四倍頻效果。
然而，此架構必需使用多個90度相位控制器，一般相位控制器難以達到精準的準確度，而且相位改變程度又與頻率有關，極難控制。
本揭露提供一種採用平行架構之光調變器與光移相器之升頻系統及方法。
本揭露之升頻系統之一實施例，包含一光分歧器、一光調變器、一光移相器及一光耦合器。該光分歧被建構以將一光波分成一第一光波及一第二光波，該光調變器被建構以根據一電訊號調變該第一光波而產生一調變波，該光移相器被建構以將該第二光波位移一預定相位而產生一移相波，該光耦合器被建構以耦合該調變波及該移相波。
本揭露之升頻系統之一實施例，包含一第一及一第二升頻裝置，各升頻裝置包含一光分歧器、一光調變器、一光移相器及一光耦合器，其中該第二升頻裝置之光分歧器係串接於該第一升頻裝置之光耦合器。該光分歧被建構以將一光波分成一第一光波及一第二光波，該光調變器被建構以根據一電訊號調變該第一光波而產生一調變波，該光移相器被建構以將該第二光波位移一預定相位而產生一移相波，該光耦合器被建構以耦合該調變波及該移相波。
本揭露之升頻方法之一實施例，包含提供一輸入光波、將該輸入光波分成一第一光波及一第二光波、根據一電波調變該第一光波而產生一調變波、位移該第二光波一預定相位而產生一移相波、從該調變波及該移相波以產生一輸出光波，其中該移相波之相位與該調變波之相位相反。
上文已相當廣泛地概述本揭露之技術特徵及優點，俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例可作為修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本揭露的精神和範圍。
圖3例示本揭露之升頻系統10之一實施例。該升頻系統10包含一光分歧器12、一光調變器14、一光移相器16及一光耦合器18，但本揭露並不以此為限。該光分歧12被建構以將一輸入光波分成一第一光波及一第二光波，該光調變器14被建構以根據一電訊號調變該第一光波而產生一調變波，該光移相器16被建構以將該第二光波位移一預定相位而產生一移相波，該光耦合器18被建構以耦合該調變波及該移相波而產生一輸出光波26。
在本揭露之一實施例中，該升頻系統10另包含一雷射光源20，其耦接於該光分歧器12，且該雷射光源20被建構以產生該輸入光波，但本揭露並不以此為限。在本揭露之一實施例中，該升頻系統10另包含一混波器22及一電波產生器24，該混波器22耦接於該光調變器14，該電波產生器24耦接於該混波器22，該電波產生器24被建構以產生一輸入電波，該混波器22將資料28與該輸入電波混波而產生該電訊號，但本揭露並不以此為限。
在本揭露之一實施例中，該光調變器14、該光移相器16、該光分歧器12及該光耦合器18係形成於一基板30(例如鈮酸鋰基板)中，但本揭露並不以此為限。在本揭露之一實施例中，該光調變器14包含一光波導14A及設置於該光波導14A之上方的一調變電極14B，該光移相器16包含一光波導16A以及設置於該光波導16A之上方的一移相電極16B，該光分歧器12係一Y型波導，該光耦合器18係一Y型波導，但本揭露並不以此為限。在本揭露之一實施例中，該光調變器14係一雙邊帶調變器，該光調變器14與該光移相器16係採平行式架構，但本揭露並不以此為限。
圖4例示本揭露之光調變器14之轉換曲線的一實施例。若將該光調變器14之偏壓點設定為Vπ，亦即轉換曲線的谷底，將導致輸出光載波訊號與偶數倍頻項的光次載波訊號消失，只剩下奇數倍頻項的光次載波訊號。相對地，若將該光調變器14之偏壓點設定為2Vπ，亦即轉換曲線的谷峰，則奇數倍頻項的光次載波訊號都消失，只剩下光載波訊號與偶數倍頻項的光次載波訊號(可參考論文：JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY,VOL. 26,NO. 15,AUGUST 1,2008,p1449-1459)。
圖5至圖7例示本揭露之升頻系統10之頻譜變化的一實施例。參考圖5，在本揭露之一實施例中，在該光波導14A內傳播之第一光波(頻率為f0
)經由該混波器22根據該輸入電波(頻率為fRF
)予以調變而形成該調變波，但本揭露並不以此為限。在本發明之一實施例中，該光調變器14被偏壓於2Vπ，因此該第一光波(頻率為f0
)之奇數倍頻項的光次載波訊號都消失，只剩下該第一光波訊號與偶數倍頻項的光次載波訊號，而該輸入電波(頻率為fRF
)則被調變到距離該第一光波(頻率為f0
)兩旁頻率2fRF
的位置，亦即該調變波包含一高旁頻帶(f0
+2fRF
)與一低旁頻帶(f0
-2fRF
)，但本揭露並不以此為限。
參考圖6，在該光波導16A內傳播之第二光波(頻率為f0
)之相位被位移一預定相位(180度)而產生該移相波，使得該移相波之相位與該調變波之相位相反，但本揭露並不以此為限。該光耦合器18耦合該調變波及該移相波而產生該輸出光波26，但本揭露並不以此為限。由於該移相波之相位與該調變波之相位相反，該第一光波(f0
)與該第二光波(f0
)產生破壞性干涉而彼此抵消，只剩下頻率分別為f0
+2fRF
與f0
-2fRF
)之無線訊號，但本揭露並不以此為限。之後，當具有平方器效果之光接受器接收該輸出光波26，無線訊號就會落在頻率為4fRF
的頻段。換言之，該輸出光波26之頻率(4fRF
)係該輸入電波之頻率(fRF
)的整數倍(4倍)，如此即可獲得一個不需使用濾波器的四倍頻效果，如圖7所示。
圖8例示本揭露之升頻系統40之一實施例。該升頻系統40包含一光分歧器42、一光調變器44、一光移相器46及一光耦合器48，但本揭露並不以此為限。該光分歧器42被建構以將一輸入光波分成一第一光波及一第二光波，該光調變器44被建構以根據一電訊號調變該第一光波而產生一調變波，該光移相器46被建構以將該第二光波位移一預定相位而產生一移相波，該光耦合器48被建構以耦合該調變波及該移相波。
在本揭露之一實施例中，該升頻系統40另包含一光傳輸器50，其耦接於該光分歧器42之輸入端，且該光傳輸器50被建構以產生該輸入光波，但本揭露並不以此為限。在本揭露之一實施例中，該升頻系統40另包含一光間隔器52，其耦接於該光耦合器48之一輸出端，但本揭露並不以此為限。在本揭露之一實施例中，該升頻系統40另包含一電波產生器54，其耦接於該光調變器44，該電波產生器54被建構以產生一輸入電波，作為該電訊號施加於該光調變器44，但本揭露並不以此為限。
在本揭露之一實施例中，該光調變器44、該光移相器46、該光分歧器42及該光耦合器48係形成於一基板60(例如鈮酸鋰基板)中，但本揭露並不以此為限。在本揭露之一實施例中，該光調變器44包含一光波導44A及設置於該光波導44A之上方的一調變電極44B，該光移相器46包含一光波導46A以及設置於該光波導46A之上方的一移相電極46B，該光分歧器42係一Y型波導，該光耦合器48係一Y型波導，但本揭露並不以此為限。在本揭露之一實施例中，該光調變器44係一雙邊帶調變器，該光調變器44與該光移相器46係採平行式架構，但本揭露並不以此為限。
圖9至圖11例示本揭露之升頻系統40之頻譜變化的一實施例。在本揭露之一實施例中，該光傳輸器50係一RoF光模組，其輸出一光載波(f0
)與一RF訊號次載波(f0
+fRF
)，此兩根光訊號對於後端之光元件而言，均可以視為該輸入光波，但本揭露並不以此為限。參考圖9，在該光波導44A內傳播之第一光波(兩根光訊號之頻率分別為f0
及fRF
)根據該輸入電波(頻率為fRF
)予以調變而形成該調變波，但本揭露並不以此為限。
在本發明之一實施例中，該光調變器44被偏壓於2Vπ，因此該第一光波之光載波(f0
)之奇數倍頻項的光次載波訊號都消失，只剩下該光載波訊號(f0
)與偶數倍頻項的光次載波訊號(f0
+2fRF
及f0
-2fRF
)；該第一光波之RF訊號次載波(f0
+fRF
)亦剩下主波訊號(f0
+fRF
)與偶數倍頻項的光次載波訊號(f0
+3fRF
及f0
-fRF
)；該輸入電波(頻率為fRF
)則被調變到距離該光載波(f0
)兩旁頻率2fRF
的位置，但本揭露並不以此為限。
參考圖10，在該光波導46A內傳播之第二光波(兩根光訊號之頻率分別為f0
及fRF
)之相位被位移一預定相位(180度)而產生該移相波，使得該移相波之相位與該調變波之相位相反，但本揭露並不以此為限。該光耦合器48耦合該調變波及該移相波而產生一耦合光波，但本揭露並不以此為限。由於該移相波之相位與該調變波之相位相反，二者產生破壞性干涉，彼此抵消，使得該耦合光波只剩下頻率分別為f0
+3fRF
、f0
+2fRF
、f0
-fRF
與f0
-2fRF
)之4根無線訊號，但本揭露並不以此為限。
在本揭露之一實施例中，該光間隔器52濾出光譜中兩端最外側之f0
+3fRF
、f0
-2fRF
之無線訊號而產生該輸出光波56。當具有平方器效果之光接受器接收該輸出光波56時，無線訊號就會落在頻率為5fRF
的頻段。換言之，該輸出光波56之頻率(5fRF
)係該輸入電波之頻率(fRF
)的整數倍(5倍)，如此即可獲得五倍頻效果，如圖11所示。
圖12例示本揭露之升頻系統40之頻譜變化的另一實施例。在本揭露之另一實施例中，該光傳輸器50係一RoF光模組，其輸出一光載波(f0
-fRF
)與一RF訊號次載波(f0
+fRF
)，此兩根光訊號之間相差兩倍頻頻率(2fRF
)，對於後端之光元件而言，均可以視為單一光波。當該光傳輸器50之輸出光載波與RF訊號次載波經由該升頻系統40予以升頻後產生該輸出光波56，具有平方器效果之光接受器接收該輸出光波56，無線訊號就會落在頻率為6fRF
的頻段。換言之，該輸出光波56之頻率(6fRF
)係該輸入電波之頻率(fRF
)的整數倍(6倍)，亦即獲得6倍頻效果。
圖13例示本揭露之升頻系統80之一實施例。該升頻系統80包含一第一升頻裝置80A及一第二升頻裝置80B，各升頻裝置包含一光分歧器82、一光調變器84、一光移相器86及一光耦合器88，其中該第二升頻裝置80B之光分歧器82係串接於該第一升頻裝置80A之光耦合器88，但本揭露並不以此為限。該光分歧82被建構以將一輸入光波分成一第一光波及一第二光波，該光調變器84被建構以根據一電訊號調變該第一光波而產生一調變波，該光移相器86被建構以將該第二光波位移一預定相位而產生一移相波，該光耦合器88被建構以耦合該調變波及該移相波，但本揭露並不以此為限。
在本揭露之一實施例中，該升頻系統80另包含一雷射光源90，其耦接於該光分歧器82之一輸入端，且該雷射光源90被建構以產生該輸入光波，但本揭露並不以此為限。在本揭露之一實施例中，該升頻系統80另包含一混波器98及一電波產生器102，該混波器98耦接於該第一升頻裝置80A之光調變器84，該電波產生器102耦接於該混波器98，該混波器98將資料96與該輸入電波混波以產生該電訊號，但本揭露並不以此為限。在本揭露之一實施例中，該升頻系統80另包含一電波產生器104，耦接於該第二升頻裝置80B之光調變器84，但本揭露並不以此為限。在本揭露之一實施例中，該升頻系統80另包含一光間隔器92，其耦接於該第二升頻裝置80B之光耦合器88之一輸出端，但本揭露並不以此為限。
在本揭露之一實施例中，該光調變器84、該光移相器86、該光分歧器82及該光耦合器88係形成於一基板30(例如鈮酸鋰基板)中，但本揭露並不以此為限。在本揭露之一實施例中，該光調變器84包含一光波導84A及設置於該光波導84A之上方的一調變電極84B，該光移相器86包含一光波導86A以及設置於該光波導86A之上方的一移相電極86B，該光分歧器82係一Y型波導，該光耦合器88係一Y型波導，但本揭露並不以此為限。在本揭露之一實施例中，該光調變器84係一雙邊帶調變器，該光調變器84與該光移相器86係採平行式架構，但本揭露並不以此為限。
圖14例示本揭露之升頻系統80之頻譜變化的一實施例。在本揭露之一實施例中，該第一升頻裝置80A即可輸出一光波，其包含一光載波與一RF訊號次載波，二者相差四倍頻頻率4fRF
(即圖3至圖7揭露者)，其經過串接之第二升頻裝置80後，再利用該光間隔器92濾出頻譜中兩端最外側的光載波與RF訊號次載波而產生該輸出光波94。之後，具有平方器效果之光接受器接收該輸出光波94，無線訊號就會落在頻率為8fRF
的頻段。換言之，該輸出光波94之頻率(8fRF
)係該輸入電波之頻率(fRF
)的整數倍(8倍)達到八倍頻效果。
本揭露之技術內容及技術特點已揭示如上，然而本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，在不背離後附申請專利範圍所界定之本揭露精神和範圍內，本揭露之教示及揭示可作種種之替換及修飾。例如，上文揭示之許多製程可以不同之方法實施或以其它製程予以取代，或者採用上述二種方式之組合。
此外，本揭露之權利範圍並不侷限於上文揭示之特定實施例的製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，基於本揭露教示及揭示製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟，無論現在已存在或日後開發者，其與本揭露實施例揭示者係以實質相同的方式執行實質相同的功能，而達到實質相同的結果，亦可使用於本揭露。因此，以下之申請專利範圍係用以涵蓋用以此類製程、機台、製造、物質之成份、裝置、方法或步驟。
10．．．升頻系統
12．．．光分歧器
14．．．光調變器
14A．．．光波導
14B．．．光調變電極
16．．．光移相器
16A．．．光波導
16B．．．光移相電極
18．．．光耦合器
20．．．雷射光源
22．．．混波器
24．．．電波產生器
26．．．輸出光波
28．．．資料
30．．．基板
40．．．升頻系統
42．．．光分歧器
44．．．光調變器
44A．．．光波導
44B．．．光調變電極
46．．．光移相器
46A．．．光波導
46B．．．光移相電極
48．．．光耦合器
50．．．雷射光源
52．．．光間隔器
54．．．電波產生器
56．．．輸出光波
58．．．資料
60．．．基板
80．．．升頻系統
80A．．．第一升頻裝置
80B．．．第二升頻裝置
82．．．光分歧器
84．．．光調變器
84A．．．光波導
84B．．．光調變電極
86．．．光移相器
86A．．．光波導
86B．．．光移相電極
88．．．光耦合器
90．．．雷射光源
92．．．光間隔器
94．．．輸出光波
96．．．資料
98．．．混波器
102．．．電波產生器
104．．．電波產生器
藉由參照前述說明及下列圖式，本揭露之技術特徵及優點得以獲得完全瞭解。
圖1例示習知利用光載微波無線訊號之技術；
圖2例示習知混合式光纖擷取網路之技術；
圖3例示本揭露之升頻系統之一實施例；
圖4例示本揭露之光調變器之轉換曲線的一實施例；
圖5至圖7例示本揭露之升頻系統之頻譜變化的一實施例；
圖8例示本揭露之升頻系統之一實施例；
圖9至圖11例示本揭露之升頻系統之頻譜變化的一實施例；
圖12例示本揭露之升頻系統之頻譜變化的另一實施例；
圖13例示本揭露之升頻系統之一實施例；以及
圖14例示本揭露之升頻系統之頻譜變化的一實施例。
10．．．升頻系統
12．．．光分歧器
14．．．光調變器
14A．．．光波導
14B．．．光調變電極
16．．．光移相器
16A．．．光波導
16B．．．光移相電極
18．．．光耦合器
20．．．雷射光源
22．．．混波器
24．．．電波產生器
26．．．輸出光波
28．．．資料
30．．．基板
Claims (28)
- 一種升頻系統，包含：一光分歧器，被建構以將一光波分成一第一光波及一第二光波；一光調變器，被建構以根據一電訊號調變該第一光波而產生一調變波；一光移相器，被建構以將該第二光波位移一預定相位而產生一移相波；以及一光耦合器，被建構以耦合該調變波及該移相波以產生一輸出光波。
- 根據請求項1所述之升頻系統，其中該光調變器包含：一光波導；以及一電極，設置於該光波導之上方。
- 根據請求項1所述之升頻系統，其中該光移相器包含：一光波導；以及一電極，設置於該光波導之上方。
- 根據請求項1所述之升頻系統，另包含一雷射光源，耦接於該光分歧器，且該雷射光源被建構以產生該光波。
- 根據請求項1所述之升頻系統，另包含：一混波器，耦接於該光調變器；以及一電波產生器，耦接於該混波器；其中該電波產生器被建構以產生一輸入電波，該輸出光波之頻率係該輸入電波之整數倍。
- 根據請求項1所述之升頻系統，另包含一電波產生器，耦接於 該光調變器。
- 根據請求項6所述之升頻系統，另包含：一光傳輸器，耦接於該光分歧器；以及一光間隔器，耦接於該光耦合器之一輸出端。
- 根據請求項6所述之升頻系統，其中該光傳輸器被建構以產生該光波，該光波之頻譜包含一光載波及一RF訊號次載波，該光載波之頻率為f0 ，該RF訊號次載波之頻率為f0 +fRF 。
- 根據請求項6所述之升頻系統，其中該光傳輸器被建構以產生該光波，該光波之頻譜包含一光載波及一RF訊號次載波，該光載波之頻率為f0 -fRF ，該RF訊號次載波之頻率為f0 +fRF 。
- 根據請求項1所述之升頻系統，其中該光調變器係被偏壓於2Vπ。
- 根據請求項1所述之升頻系統，其中該光調變器與該光移相器係採平行式架構。
- 一種升頻系統，包含一第一及一第二升頻裝置，各升頻裝置包含：一光分歧器，被建構以將一光波分成一第一光波及一第二光波；一光調變器，被建構以根據一電訊號調變一第一光波而產生一調變波；一光移相器，被建構以將一第二光波位移一預定相位而產生一移相波；一光耦合器，被建構以耦合該調變波及該移相波以產生一輸出光波；以及 其中該第二升頻裝置之光分歧器係串接於該第一升頻裝置之光耦合器。
- 根據請求項14所述之升頻系統，其中該光調變器包含：一光波導；以及一電極，設置於該光波導之上方。
- 根據請求項14所述之升頻系統，其中該光移相器包含：一光波導；以及一電極，設置於該光波導之上方。
- 根據請求項14所述之升頻系統，另包含一雷射光源，耦接於該第一升頻裝置之光分歧器，且該雷射光源被建構以產生該光波。
- 根據請求項14所述之升頻系統，另包含：一混波器，耦接於該第一升頻裝置之光調變器；以及一電波產生器，耦接於該混波器；其中該電波產生器被建構以產生一輸入電波，該第二升頻裝置之輸出光波的頻率係該輸入電波之整數倍。
- 根據請求項14所述之升頻系統，另包含一電波產生器，耦接於該第二升頻裝置之光調變器。
- 根據請求項14所述之升頻系統，其中該光調變器係被偏壓於2Vπ。
- 根據請求項14所述之升頻系統，其中該光調變器與該光移相器係採平行式架構。
- 一種升頻方法，包含下列步驟：提供一輸入光波； 將該輸入光波分成一第一光波及一第二光波；根據一電波調變該第一光波而產生一調變波；位移該第二光波一預定相位以產生一移相波，該移相波之相位與該調變波之相位相反；以及從該調變波及該移相波產生一輸出光波。
- 根據請求項24所述之升頻方法，其中該輸出光波之頻率為該輸入光波之頻率的整數倍。
- 根據請求項24所述之升頻方法，其中該輸入光波之頻率為f0 ，該輸出光波之頻率為4f0 。
- 根據請求項24所述之升頻方法，其中該輸入光波之頻譜包含一光載波及一RF訊號次載波，該光載波之頻率為f0 ，該RF訊號次載波之頻率為f0 +fRF 。
- 根據請求項24所述之升頻方法，其中該輸出光波之頻率係該電波之頻率的5倍。
- 根據請求項24所述之升頻方法，其中該輸入光波之頻譜包含一光載波及一RF訊號次載波，該光載波之頻率為f0 -fRF ，該RF訊號次載波之頻率為f0 +fRF 。
- 根據請求項24所述之升頻方法，其中該輸出光波之頻率係該電波之頻率的6倍。
- 根據請求項24所述之升頻方法，其中在耦合該調變波及該移相波之步驟中，該調變波之相位與該移相波之相位係為相反。
- 根據請求項24所述之升頻方法，其中該預定相位係180度。
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