[0031] 为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图，并获得其他的实施方式。
[0032] 实施例1：
[0033] 本实施例提供一种基于脉冲位置调制的光学模数转换装置，其结构框图如图1所示，包括：模拟信号接口1，与模拟信号接口1连接的脉冲位置调制模块2、锁模激光器3、与锁模激光器的激光输出端连接的色散器件4。脉冲位置调制模块2和色散器件4的输出端共同连接至马赫‑曾德尔电光调制器5的输入端，其中，脉冲位置调制模块2连接至马赫‑曾德尔电光调制器5的电信号输入端，色散器件4连接至马赫‑曾德尔电光调制器5的光信号输入端。马赫‑曾德尔电光调制器5的输出端连接分束器6的输入端，分束器6具有3个输出端，三个输出端分别连接第一滤波器7、第二滤波器8、第三滤波器9的输入端。第一滤波器7的输出端与第一数字接收器10的输入端连接，第二滤波器8的输出端与第二数字接收器11的输入端连接，第三滤波器9的输出端与第三数字接收器12的输入端连接。
[0034] 上述结构中，模拟信号接口1用于接收模拟信号。脉冲位置调制模块2用于根据接收到的模拟信号输出模拟信号脉冲，该模拟信号脉冲在每个时间段内的相对位置随该时间段内模拟信号的电压变化。锁模激光器3用于产生光脉冲，色散器件4用于接收光脉冲并将其转换为啁啾光脉冲，其中啁啾光脉冲的波长范围为ω0‑ωN。马赫‑曾德尔电光调制器5用于接收模拟信号脉冲和啁啾光脉冲、输出调制脉冲，以将模拟信号脉冲加载到啁啾光脉冲上，使不同波长的光载波承载不同时刻的模拟信号，马赫‑曾德尔电光调制器5的偏置电压为3Vπ/2，Vπ为马赫‑曾德尔电光调制器5的半波电压。
[0035] 分束器6用于将马赫‑曾德尔电光调制器发送的调制脉冲分成相同的三份，分别送至第一滤波器7、第二滤波器8、第三滤波器9。其中第一滤波器7的阻带范围通带范围为
[0036] 第二滤波器8的阻带范围为 通带范围为
[0037] 第三滤波器9的阻带范围为通带范围为
[0038] 三个数字接收器用于检测经过滤波的调制脉冲，对脉冲进行光电转换后，检测电信号电压，再根据电压输出数字信号，数字接收器设有阈值，阈值设定为调制脉冲所转换电信号电压最大值的一半，当转换后的电信号电压低于阈值时，即得到数字信号“0”，当转换后的电信号电压高于阈值时，即得到数字信号“1”，以此实现将模拟信号转换为数字信号。而第一、第二、第三数字接收器由于连接不同的滤波器，接收到的调制脉冲波长不同，原模拟信号在不同时刻的信号值已经被加载进了不同波长的光载波中，故第一、第二、第三数字接收器可以分别读取到最高有效比特位、第二有效比特位、最低有效比特位的数字信号值，实现模拟信号和三位数字信号的转换。
[0039] 本发明的一种基于脉冲位置调制的光学模数转换方法如下：
[0040] 由脉冲位置调制模块2接收模拟信号接口1发出的模拟信号，将模拟信号转换为模拟信号脉冲，模拟信号脉冲在每个时间段内的相对位置随该时间段内模拟信号的电压变化；
[0041] 由锁模激光器3生成光脉冲，光脉冲发送至色散器件4，由色散器件4将光脉冲转换为啁啾光脉冲；
[0042] 将模拟信号脉冲和啁啾光脉冲发送至马赫‑曾德尔电光调制器5，由马赫‑曾德尔电光调制器5根据模拟信号脉冲和啁啾光脉冲生成携带不同波长信息的调制脉冲；
[0043] 将调制脉冲从马赫‑曾德尔电光调制器5的输出口发送至具有1个输入口、3个输出口的分束器6，并通过三个输出口将调制脉冲相同地发送给第一滤波器7、第二滤波器8、第三滤波器9。其中第一滤波器7的阻带范围 通带范围为
[0044] 第二滤波器8的阻带范围为 通带范围为
[0045] 第三滤波器9的阻带范围为通带范围为
[0046] 三个滤波器分别过滤出一个不同频率范围的滤波调制脉冲，并将滤波调制脉冲发送给一个数字信号接收器，第一滤波器7的滤波调制脉冲输出给第一数字接收器10，第二滤波器8的滤波调制脉冲输出给第二数字接收器11，第三滤波器9的滤波调制脉冲输出给第三数字接收器12。
[0047] 三个数字接收器将自己接受到的滤波调制脉冲进行光电转换，并检测转换后电信号的电压值，当电信号电压低于所转换电信号电压最大值的一半时，即输出数字信号“0”，当电信号电压低于所转换电信号电压最大值的一半时，即输出数字信号“1”。以此实现将模拟信号转换为数字信号。而第一、第二、第三数字接收器由于连接不同的滤波器，接收到的调制脉冲波长不同，原模拟信号在不同时刻的信号值已经被加载进了不同波长的光载波中，故第一、第二、第三数字接收器可以分别读取到最高有效比特位、第二有效比特位、最低有效比特位的数字信号值，实现模拟信号和三位数字信号的转换。以图2中的马赫‑曾德尔电光调制器5输出的调制脉冲为例，三个数字接收器联合得到数字信号110、001、100。
[0048] 与传统的模数转换方案相比，本发明的装置和方法利用线性转换的过程，如图3所示，对待转换的模拟信号进行电压‑时间映射，时间‑波长映射，波长‑数字映射，这些转换过程均为线性且稳定，同时该装置结构简单，易于操作和集成化。
[0049] 本发明所涉及的光脉冲经过色散器件4后实时傅里叶变换原理如下：
[0050] 假设锁模激光器3发出的脉冲信号为x(t)，经过一个色散量为Φ的色散器件4，色散器件的色散冲激响应为
[0051]
[0052] 其中h(t)为色散器件的冲激响应，j为虚数，表示信号的相位发生变化，Φ为色散器件的色散量，π为圆周率，t表示传输时间；
[0053] 那么其输出y(t)可以表示为
[0054]
[0055] 其中，y(t)为光脉冲经过色散器件后的输出，x(t)为锁模激光器发出的光脉冲，C为一个常数；
[0056] 当输入得脉冲x(t)的脉冲宽度Δt0足够小以及色散器件的色散量Φ足够大时，即满足条件：
[0057]
[0058] 那么由于 所以y(t)公式中的 可忽略不计，因此上式y(t)可近似为
[0059]
[0060] 由此可以看出，输入信号的频谱包络经过色散器件后映射到时域上，映射的尺度变换关系为ω＝t/Φ。在式中，当色散参数Φ仅包含一阶色散系数 那么该系统就实现线性频率—时间映射。
[0061] 应当说明的是，以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。
