一种啁啾测量装置及方法、计算机可读存储介质
阅读说明：本技术 一种啁啾测量装置及方法、计算机可读存储介质 (Chirp measuring device and method, computer readable storage medium ) 是由 陈宏刚 张博 胡蕾蕾 李凤 丁兰 甘霖飞 于 2019-08-16 设计创作，主要内容包括：本发明实施例公开一种啁啾测量装置及方法、计算机可读存储介质,包括：第一激光器、第二激光器、光信号调制电路、光耦合器、采样电路和处理器；第一激光器的输出端与光信号调制电路的输入端相连,光耦合器的输入端分别与光信号调制电路的输出端,第二激光器的输出端相连,光耦合器的输出端与采样电路的输入端相连,采样电路的输出端与所述处理器相连；处理器用于对采样电路输出的直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量进行相移系数计算,得到相移变换因子,根据预设啁啾测量模型和相移变换因子计算得到啁啾参数；预设啁啾测量模型是用于测量所述光信号调制电路的啁啾参数。(The embodiment of the invention discloses a chirp measuring device and method and a computer readable storage medium, comprising the following steps: the device comprises a first laser, a second laser, an optical signal modulation circuit, an optical coupler, a sampling circuit and a processor; the output end of the first laser is connected with the input end of the optical signal modulation circuit, the input end of the optical coupler is respectively connected with the output end of the optical signal modulation circuit and the output end of the second laser, the output end of the optical coupler is connected with the input end of the sampling circuit, and the output end of the sampling circuit is connected with the processor; the processor is used for calculating phase shift coefficients of the direct current component, the first harmonic component, the second harmonic component and the third harmonic component output by the sampling circuit to obtain a phase shift conversion factor, and calculating to obtain a chirp parameter according to a preset chirp measurement model and the phase shift conversion factor; the preset chirp measurement model is used for measuring the chirp parameter of the optical signal modulation circuit.)
技术领域
本发明涉及光通信领域，尤其涉及一种啁啾测量装置及方法、计算机可读存储介质。
背景技术
近年来，硅光子技术由于可以兼容现有的CMOS技术实现低成本，小封装的高速光电混合集成器件受到了越来越多的关注，其中硅光调制器作为硅光子技术中的核心器件，已经在光互连骨干网传输中使用。硅光调制器是基于非线性的等离子的色散效应，引起波导有源区折射率的变化，从而实现光信号的相位调制。然而，这种调制方式不仅会改变光信号的相位，还会改变光信号的强度，导致调制后的光信号在光纤传输中产生啁啾效应，造成光信号的相位及强度失真。
准确测量硅光调制器的啁啾对于评估硅光调制器的调制特性至关重要，在现有的测试技术中心，啁啾测量装置在对硅光调制器的啁啾参数进行测量时，通常是给硅光调制器的射频引脚添加测试信号，再通过光谱仪对测试信号进行监测，从而得到啁啾参数，然而，这种方式没有考虑硅光调制器的推挽结构所带来的光信号的非线性相位变化以及强度变化，使得啁啾参数的测量准确度较低。
发明内容
本发明主要提供一种啁啾测量装置及方法、计算机可读存储介质，能够提高啁啾参数测量的准确度。
本发明的技术方案是这样实现的：
第一方面，本发明实施例提供一种啁啾测量装置，包括：
第一激光器、第二激光器、光信号调制电路、光耦合器、采样电路和处理器；
所述第一激光器的输出端与所述光信号调制电路的输入端相连，所述光耦合器的输入端分别与所述光信号调制电路的输出端，所述第二激光器的输出端相连，所述光耦合器的输出端与所述采样电路的输入端相连，所述采样电路的输出端与所述处理器相连；
所述处理器，用于对所述采样电路输出的直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量进行相移系数计算，得到相移变换因子，根据预设啁啾测量模型和所述相移变换因子计算得到啁啾参数；所述预设啁啾测量模型是用于测量所述光信号调制电路的啁啾参数；
通过所述光信号调制电路对所述第一激光器生成的输入光信号进行调制，得到调制光信号，利用所述光耦合器将所述调制光信号，与所述第二激光器生成的本振光信号进行混频，得到混频光信号，通过所述采样电路对所述混频光信号进行采样，并将所述采样电路输出的所述直流分量、所述一次谐波分量、所述二次谐波分量和所述三次谐波分量送入所述处理器，计算出所述啁啾参数。
在上述方案中，所述采样电路包括：光电信号转换器和采样器；
所述光电信号转换器的输入端与所述光耦合器的输出端相连；
所述采样器的输入端与所述光电信号转换器的输出端相连；
所述采样器的输出端与所述处理器相接；
通过所述光电信号转换器将所述混频光信号转换为第一电压信号，通过所述采样器对所述第一电压信号进行采样，得到所述直流分量、所述一次谐波分量、所述二次谐波分量和所述三次谐波分量。
在上述方案中，所述采样电路还包括：跨阻放大器；
所述跨阻放大器的输入端与所述光电信号转换器的输出端相连；
所述跨阻放大器的输出端，与所述采样器的输入端相连；
通过所述光电信号转换器将所述混频光信号转换为电流信号，利用所述跨阻放大器将所述电流信号转换为第二电压信号，并将所述第二电压信号送入所述采样器中进行采样，得到所述直流分量、所述一次谐波分量、所述二次谐波分量和所述三次谐波分量。
在上述方案中，所述第一激光器生成的所述输入光信号，与所述第二激光器生成的所述本振光信号存在频偏。
在上述方案中，所述光信号调制电路，包括：硅光调制器、测试信号发生器、直流电压源；
所述第一激光器的输出端与所述硅光调制器相连，所述硅光调制器的输出端与所述光耦合器的输入端相连；
所述测试信号发生器与所述硅光调制器相连；
所述直流电压源与所述硅光调制器相连；
通过测试信号发生器向所述硅光调制器输入测试信号，通过所述直流电压源向所述硅光调制器输入直流偏置和射频偏置，利用硅光调制器对所述输入光信号和所述测试信号进行调制，得到所述调制光信号。
在上述方案中，所述硅光调制器包括：光信号输入端、第一光路、第二光路和光信号输出端；
所述光信号输入端与所述第一激光器的输出端相连，所述光信号输出端与所述光耦合器的输入端相连；
所述第一光路和所述第二光路，从所述光信号输入端分开，在所述光信号输出端汇合；
通过所述光信号输入端接收到输入光信号，利用第一光路和第二光路对所述输入光信号进行调制，并在所述光信号输出端得到所述调制光信号并输出。
第二方面，本发明实施例提供了一种啁啾测量方法，应用于上述第一方面任一项所述的啁啾测量装置，包括：
通过设置的第一激光器生成输入光信号，通过设置的第二激光器生成本振光信号；
对所述输入光信号进行调制，得到调制光信号；
将所述调制光信号和所述本振光信号混频，得到混频光信号；
对所述混频光信号进行采样，得到所述混频光信号的直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量；
对所述直流分量、所述一次谐波分量、所述二次谐波分量和所述三次谐波分量进行相移系数计算，得到相移变换因子，根据预设啁啾测量模型和所述相移变换因子计算得到啁啾参数；所述啁啾测量模型用于测量所述光信号调制电路的啁啾参数。
在上述方案中，所述对所述直流分量、所述一次谐波分量、所述二次谐波分量和所述三次谐波分量进行相移系数计算，得到相移变换因子，包括：
获取预设光复场强度模型，并对所述预设光复场强度模型进行傅里叶变换，得到第一频谱模型和第二频谱模型；
将所述直流分量、所述一次谐波分量、所述二次谐波分量和所述三次谐波分量各自代入所述第一频谱模型和所述第二频谱模型中，分别计算出第一直流输出、第二直流输出、第一一次谐波输出、第二一次谐波输出、第一二次谐波输出、第二二次谐波输出、第一三次谐波输出和第二三次谐波输出；
采用所述第一直流输出与所述第二直流输出进行相移系数计算，得到直流相移因子；
利用所述第一一次谐波输出和所述第二一次谐波输出进行相移系数计算，分别得到一次和值相移因子和一次差值相移因子；
根据所述第一二次谐波输出和所述第二二次谐波输出进行相移系数计算，分别得到二次和值相移因子和二次差值相移因子；
利用所述第一三次谐波输出和所述第二三次谐波输出进行相移系数计算，分别得到三次和值相移因子和三次差值相移因子；
采用所述直流相移因子、所述一次和值相移因子、所述一次差值相移因子、所述二次和值相移因子、所述二次差值相移因子、所述三次和值相移因子以及所述三次差值相移因子，作为所述相移变换因子。
在上述方案中，所述采用所述第一直流输出与所述第二直流输出进行相移系数计算，得到直流相移因子，包括：
采用所述第一直流输出与所述第二直流输出做差，得到直流差值结果；
对所述第一直流输出和所述第二直流输出求和，得到直流和值结果；
将所述直流差值结果与所述直流和值结果相比，将所得到的比值作为所述直流相移因子。
在上述方案中，所述利用第一一次谐波输出和第二一次谐波输出进行相移系数计算，分别得到一次和值相移因子和一次差值相移因子，包括：
采用所述第一一次谐波输出与所述第二一次谐波输出做差，得到一次差值结果；
对所述第一一次谐波输出和所述第二一次谐波输出求和，得到一次和值结果，
将所述一次和值结果与所述直流和值结果相比，得到所述一次和值相移因子，将所述一次差值结果与所述直流差值结果相比，得到所述一次差值相移因子。
在上述方案中，所述根据第一二次谐波输出和第二二次谐波输出进行相移系数计算，分别得到二次和值相移因子和二次差值相移因子，包括：
采用所述第一二次谐波输出与所述第二二次谐波输出做差，得到二次差值结果；
对所述第一二次谐波输出和所述第二二次谐波输出求和，得到二次和值结果；
将所述二次和值结果与所述直流和值结果相比，得到所述二次和值相移因子，将所述二次差值结果与所述直流差值结果相比，得到所述二次差值相移因子。
在上述方案中，所述利用第一三次谐波输出和第二三次谐波输出进行相移系数计算，分别得到三次和值相移因子和三次差值相移因子，包括：
将所述第一三次谐波输出与所述第二三次谐波输出做差，得到三次差值结果；
对所述第一三次谐波输出和所述第二三次谐波输出求和，得到三次和值结果；
采用所述三次和值结果与所述直流和值结果相比，得到所述三次和值相移因子，将所述三次差值结果与所述直流差值结果相比，得到所述三次差值相移因子。
在上述方案中，所述根据预设啁啾测量模型和所述相移变换因子计算得到啁啾参数，包括：
获取光信号调制电路的相移差；
根据直流相移因子、一次和值相移因子、一次差值相移因子、二次和值相移因子、二次差值相移因子、一次余弦谐波、三次和值相移因子、三次差值相移因、二次余弦谐波以及所述相移差的正弦值，计算出啁啾分子部分；
根据所述直流相移因子、所述一次和值相移因子、所述一次差值相移因子、所述二次和值相移因子、所述二次差值相移因子、所述一次余弦谐波、所述三次和值相移因子、所述三次差值相移因子、所述二次余弦谐波以及所述相移差的余弦值，计算出啁啾分母部分；
利用所述啁啾分子部分与所述啁啾分母部分相比，并对所得到的比值在时域上进行积分，得到所述啁啾参数。
在上述方案中，所述根据直流相移因子、一次和值相移因子、一次差值相移因子、二次和值相移因子、二次差值相移因子、一次余弦谐波、三次和值相移因子、三次差值相移因、二次余弦谐波以及所述相移差的正弦值，计算出啁啾分子部分，包括：
根据所述直流相移因子、所述一次和值相移因子、所述一次差值相移因子以及所述相移差的正弦值，计算出一次啁啾分子；
利用所述直流相移因子、所述二次和值相移因子、所述二次差值相移因子、所述相移差的正弦值以及所述一次余弦谐波，计算出二次啁啾分子；
根据所述直流相移因子、所述三次和值相移因子、所述三次差值相移因子、所述相移差的正弦值以及所述二次余弦谐波，计算出三次啁啾分子；
对所述一次啁啾分子、所述二次啁啾分子和所述三次啁啾分子进行累加，得到所述啁啾分子部分。
在上述方案中，所述根据所述直流相移因子、所述一次和值相移因子、所述一次差值相移因子、所述二次和值相移因子、所述二次差值相移因子、所述一次余弦谐波、所述三次和值相移因子、所述三次差值相移因子、所述二次余弦谐波以及所述相移差的余弦值，计算出啁啾分母部分，包括：
根据所述直流相移因子、所述一次和值相移因子、所述一次差值相移因子以及所述相位差的余弦值，计算出一次啁啾分母；
利用所述直流相移因子、所述二次和值相移因子、所述二次差值相移因子、所述相位差的余弦值以及所述一次余弦谐波，计算出二次啁啾分母；
根据所述直流相移因子、所述三次和值相移因子、所述三次差值相移因子、所述相位差的余弦值以及所述二次余弦谐波，计算出三次啁啾分母；
对所述一次啁啾分母、所述二次啁啾分母以及所述三次啁啾分母进行累加，得到所述啁啾分母部分。
在上述方案中，在所述通过设置的第一激光器生成输入光信号，通过设置的第二激光器生成本振光信号之前，所述方法还包括：
获取预设光复场强度模型和预设啁啾计算模型；
对所述预设光复场强度模型进行展开并化简，得到所述调制光信号的瞬时光强函数和瞬时相位函数；
将所述预设啁啾计算模型、所述瞬时光强函数和所述瞬时相位函数合并化简，得到瞬时啁啾测量模型；
对所述瞬时啁啾测量模型进行积分，得到所述预设啁啾测量模型。
第三方面，本发明实施例提供了一种啁啾测量装置，包括：
生成模块，用于通过设置的第一激光器生成输入光信号，通过设置的第二激光器生成本振光信号；
光处理模块，用于对所述输入光信号进行调制，得到调制光信号；将所述调制光信号和所述本振光信号混频，得到混频光信号；
采样模块，用于对所述混频光信号进行采样，得到所述混频光信号的直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量；
计算模块，用于对所述直流分量、所述一次谐波分量、所述二次谐波分量和所述三次谐波分量进行相移系数计算，得到相移变换因子，根据预设啁啾测量模型和所述相移变换因子计算得到啁啾参数；所述啁啾测量模型用于测量所述光信号调制电路的啁啾参数。
第四方面，本发明实施例提供了一种啁啾测量装置，包括：存储器及处理器；
所述存储器，用于存储可执行啁啾测量指令；
所述处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行啁啾测量指令，实现上述第二方面任一项所述的方法。
第五方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有可执行啁啾测量指令，用于引起处理器执行时，实现上述第二方面任一项所述的方法。
本发明实施例中，啁啾测量装置包括：第一激光器、第二激光器、光信号调制电路、光耦合器、采样电路和处理器；第一激光器的输出端与光信号调制电路的输入端相连，光耦合器的输入端分别与光信号调制电路的输出端，第二激光器的输出端相连，光耦合器的输出端与采样电路的输入端相连，采样电路的输出端与处理器相连；处理器，用于对采样电路输出的直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量进行相移系数计算，得到相移变换因子，根据预设啁啾测量模型和相移变换因子计算得到啁啾参数；预设啁啾测量模型是用于测量光信号调制电路的啁啾参数。如此，啁啾测量能够利用光耦合器将调制光信号和本振光信号进行光学混频，使得采样电路在对混频光信号采样时可以直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量，然后啁啾测量装置通过处理器对这些频谱分量计算得到相移转换因子，最后利用根据光信号调制器的光复场强度模型所推导出的预设啁啾测量模型，计算出啁啾参数，充分考虑了硅光调制器的非线性调制效应，提高啁啾参数测量的准确度。
附图说明
图1为本发明例提供的一种啁啾测量装置的结构示意图一；
图2(a)为本发明例提供的第一频谱表达式对应的信号的仿真图；
图2(b)为本发明例提供的第二频谱表达式对应的信号的仿真图；
图3为本发明实施例提供的一种啁啾参数随测试信号的电压变化的曲线示意图；
图4为本发明例提供的一种啁啾测量装置的结构示意图二；
图5为本发明例提供的一种硅光调制器的内部结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种啁啾测量方法的流程图；
图7为本发明实施例提供的一种光信号调制器的等效结构图；
图8(a)为本发明实施例提供的一种硅光调制器的相移曲线图；
图8(b)为本发明实施例提供的一种硅光调制器的吸收损耗曲线图；
图9为本发明实施例提供的一种瞬时啁啾参数与分光比的关系示意图；
图10为本发明实施例提供的一种啁啾测量装置的结构示意图三；
图11为本发明实施例提供的一种啁啾测量装置的组成结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
光通信是指以光波为载波的通信方式，具有通信容量大、中继距离长等优点，已经被广泛地运用到了通信领域之中。硅光子技术能够利用标准硅实现计算机与其他电子设备之间的光信息的发送和接收，具有速度快的优点，并且可以兼容互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semicondutor，CMOS)，在光通信中起着重要的作用。硅光调制器是硅光子技术的核心器件，其调制原理是基于非线性的光电效应，即硅材料的等离子色散效应，通过给硅光调制器的加载高速调制信号，改变硅波导内部载流子的浓度，从而引起波导有源区折射率的变化，实现对光信号的相位调制。然而，硅光调制器在光信号进行调制时，不仅会改变光信号的相位，还会改变光信号的强度，即为光信号增加额外的强度调制，这种现象导致调制后的光信号在光纤传输中出现啁啾效应，也即硅光调制器具有啁啾效应。
啁啾效应是指光信号的瞬时频率随着时间的变化而变化的特性，当光信号在光纤中进行中长距离的传输时，啁啾效应会加剧光信号在光线中的色散效应，使得光信号的相位及强度出现失真。为了保证光信号在传输过程中不失真，需要先对硅光调制器在光信号传输过程中对各参数的影响进行评估，例如星座图、极限光信噪比(Optical Signal NoiseRatio，OSNR)等。常用的是用啁啾效应来对硅光调制器对光信号传输过程中对各参数的影响进行评估，因此，需要先用测量装置对硅光调制器啁啾效应的参数，即对啁啾参数进行测量。
相关技术中的啁啾测量装置仍然是沿用对铌酸锂调制器的测量方法，来对硅光调制器的啁啾参数进行测量，即通过正弦信号发生器给调制器的引脚添加测试信号，再通过光谱仪对测试信号的一次谐波的幅值进行监测，并将所得到的监测结果作为啁啾参数。然而，铌酸锂调制器是采用线性电光效应实现对光信号的调制，其只对光信号的相位进行调制，并没有为光信号额外的强度调制，且光信号的相位是线性变化的。然而，经过上述可知，硅光调制器是利用非线性的电光效应实现调制的，在测量啁啾参数时，不仅需要考虑硅光调制器所引起的非线性相位变化，还要考虑硅光调制器所引起的强度调制，因此，啁啾测量装置继续沿用铌酸锂调制器的测量方法，会使得啁啾参数的测量准确度较低。
基于上述啁啾测量啁啾参数所存在的问题，本发明实施例的基本思想是提出一种测量装置，能够给硅光调制器施加测试信号，并探测硅光调制器输出信号的多级谐波分量，根据多级谐波分量计算出准确度较高的啁啾参数。
基于上述思想，本发明实施例提供一种啁啾测量装置，参见图1，包括：
第一激光器10、第二激光器11、光信号调制电路12、光耦合器13、采样电路14和处理器15；
第一激光器10的输出端与光信号调制电路12的输入端相连，光耦合器13的输入端分别与光信号调制电路12的输出端，第二激光器的输出端11相连，光耦合器13的输出端与采样电路14的输入端相连，采样电路14的输出端与处理器15相连；
处理器15，用于对采样电路14输出的直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量进行相移系数计算，得到相移变换因子，根据预设啁啾测量模型和相移变换因子计算得到啁啾参数；预设啁啾测量模型是用于测量光电信号调制电路12的啁啾参数；
通过光信号调制电路12对第一激光器10生成的输入光信号进行调制，得到调制光信号，利用光耦合器13将调制光信号，与第二激光器11生成的本振光信号进行混频，得到混频光信号，通过采样电路14对混频光信号进行采样，并将采样电路输出的直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量送入处理器15，计算出啁啾参数。
本发明实施例提供的一种啁啾测量装置，是用于测量光信号调制电路对光信号调制时所产生的啁啾参数的。
本发明实施例中，第一激光器10用于生成输入光信号，啁啾测量装置通过第一激光器10得到输入光信号，并通过保偏光纤将输入光信号送入光信号调制电路12中，通过光信号调制电路12为输入光信号加载测试信号，完成调制并得到调制光信号，而第二激光器11用于生成本振光信号，同样，啁啾测量装置在通过第二激光器11生成本振光信号后，将本振光信号和调制光信号通过保偏光纤同时进入光耦合器13进行光学混频，得到混频光信号，之后，啁啾测量装置利用保偏光纤将混频光信号送入采样电路14中，并通过采样电路14将混频光信号转换为电信号，然后对所得到的电信号进行采样，得到直流分量、一次谐波分量、二次谐波分类和三次谐波分量，最后，啁啾测量装置利用导线将这些频谱分量送入处理器15中进行运算，得到最终所要测量的啁啾参数。
需要说明的是，在本发明实施例中，第一激光器10可以是具有稳定的工作状态的连续输出激光器，也可以是其他类型的激光器，本发明实施例在此不作具体限定。相对应的，第二激光器11可以是与第一激光器10相同类型的激光器，也可以是不同类型的激光器。
示例性的，当第一激光器10为连续输出激光器时，第二激光器11可以为连续输出激光器，也可以为其他类型的激光器。
需要说明的是，保偏光纤是一种能够保证线偏振方向不变，提高光信号信噪比的光纤。本发明实施例利用保偏光纤进行各器件的连接，能够使得光信号在光纤中的双折射现象减弱，进而使得所测量到的直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量更为准确。
需要说明的是，在本发明实施例中，光信号调制电路12中具有测试信号发生器，可以生成测试信号。在本发明实施例中，测试信号可以是连续信号，也可以是其他类型的信号，本发明实施例在此不作具体限定。示例性的，测试信号可以是正弦信号，也可以是余弦信号，还可以是其他类型的连续信号。
本发明实施例中，啁啾测试装置在通过光耦合器13在对调制光信号和本振光信号进行光学混频时，会先通过光耦合器13获取调制光信号的频率，以及本振光信号的频率，然后通过光耦合器13根据调制光信号的频率，以及本振光信号的频率，对调制光信号和本振光信号进行和频，得到和频信号，以及对调制光信号的本振光信号进行差频，得到差频信号，最后将和频信号和差频信号共同作为混频光信号。可以理解的是，在本发明实施例中，调制光信号的频率与本振光信号的频率是不同的。
需要说明的是，啁啾测试装置还可以通过光耦合器13，采用其他方式对调制光信号和本振光信号进行混频，本发明实施例在此不作限制。
需要说明的是，本发明实施例中的光耦合器，可以是任意类型的光耦合器，本发明实施例在此不作限制。
可以理解的是，本发明实施例中，啁啾测量装置在通过采样电路14对混频光信号进行采样时，是先通过处理器15，对预设光复场强度模型进行傅里叶变换，例如快速傅里叶变化(Fast Fourier Transformation，FFT)，得到混频光信号的频谱表达式，并将相移偏置设置为0，得到第一频谱表达式，将相移偏置设置为π，得到第二频谱表达式，然后再通过采样电路14，对分别所得到的第一频谱表达式对应的信号和第二频谱表达式对应的信号进行采样，得到直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量，并将这些频谱分量送入处理器15中。
示例性的，当啁啾测量装置通过光信号调制电路12对200MHz的正弦测试信号，以及输入光信号进行调制得到调制光信号，并通过光耦合13将调制光信号与本振光信号进行混频，得到混频光信号之后，啁啾测量装置通过处理器15对预设光复场强度模型进行FFT，并将偏置相移设置为0，得到第一频谱表达式对应的信号，对第一频谱表达式所对应的信号进行仿真，得到如图2(a)所示的仿真图，其中，图2(a)的横轴是频率，单位为MHz，纵轴为归一化频谱，单位为dB，此时，啁啾测量装置通过采样电路15所要采集的直流分量，便是对频率为0时的直流分量、频率为200MHz的一次谐波分量、频率为400MHz时的二次谐波分量和频率为600MHz时的三次谐波分量。类似的，图2(b)是啁啾测量装置将偏置相移设置为π时，所得到的第二频谱表达式对应的信号的仿真结果，此时，啁啾测量装置通过采样电路15，对频率为0时的直流分量、频率为200MHz的一次谐波分量、频率为400MHz时的二次谐波分量和频率为600MHz时的三次谐波分量进行采集。
本发明实施例中，啁啾测量装置在通过处理器15对直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量进行相移系数计算，得到相移变换因子时，先要获取光信号调制电路的预设光复场强度模型，并对预设光复场模型进行傅里叶变换，得到第一频谱模型和第二频谱模型。具体的，啁啾测量装置通过处理器15，在进行傅里叶变换的同时，将偏置相移设置为0，得到第一频谱表达式，将偏置相移设置为π，得到第二频谱表达式。
然后，啁啾测量装置通过处理器15将直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量各自代入到第一频谱模型和第二频谱模型中，分别计算得到第一直流输出、第二直流输出、第一一次谐波输出、第二一次谐波输出、第一二次谐波输出、第二二次谐波输出、第一三次谐波输出和第二三次谐波输出。在这时，啁啾测量装置通过处理器15，将直流分量分别代入第一频谱表达式和第二频谱表达式中，得到第一直流输出和第二直流输出；将一次谐波分量分别代入第一频谱表达式和第二频谱表达式中，分别得到第一一次谐波输出和第二一次谐波输出；将二次谐波分量分别代入第一频谱表达式和第二频谱表达式中，分别得到第一二次谐波输出和第二二次谐波输出；以及将三次谐波分量分别代入第一频谱表达式和第二频谱表达式中，分别得到第一三次谐波输出和第二三次谐波输出。
之后，啁啾测量装置通过处理器15采用第一直流输出与第二直流输出进行相移系数计算，得到直流相移因子，即采用直流分量对应的第一直流输出与第二直流输出的做差，得到直流差值结果，同时对第一直流输出和第二直流输出求和，得到直流和值结果，最后用直流差值结果与直流和值结果相比，并将所得到的比值作为直流相移因子。接着，啁啾测量装置通过处理器15利用第一一次谐波输出和第二一次谐波输出进行相移系数计算，分别得到一次和值相移因子和一次差值相移因子，即对一次谐波分量对应的第一一次谐波输出与第二一次谐波输出进行求和，得到一次和值结果，将用一次和值结果与直流和值结果相比，得到一次和值相移因子，同时，采用第一一次谐波输出与第二一次谐波输出做差，得到一次差值结果，将一次差值结果与直流差值结果相比，得到一次差值相移因子。同理的，啁啾测试装置通过处理器15，根据第一二次谐波输出和第二二次谐波输出进行相移稀疏计算，分别得到二次和值相移因子和二次差值相移因子，即对第一二次谐波输出与第二二次谐波输出进行求和，得到二次和值结果，并将二次和值结果与直流和值结果相比，得到二次和值相移因子；采用第一二次谐波输出与第二二次谐波输出做差，得到二次差值结果，用二次差值结果与直流差值结果相比，得到二次差值相移因子。之后，啁啾测试装置通过处理器15，利用第一三次谐波输出和第二三次谐波输出进行相移系数计算，分别得到三次和值相移因子和三次差值相移因子，即对第一三次谐波输出与第二三次谐波输出进行求和，得到三次和值结果，再采用三次和值结果与直流和值结果相比，得到三次和值相移因子；将第一三次谐波输出与第二三次谐波输出做差，并将比值的二倍作为三次差值结果，并将三次差值结果与直流差值结果相比，得到三次差值相移因子。
啁啾测量装置通过处理器15获得了直流相移因子、一次和值相移因子、一次差值相移因子、二次和值相移因子、二次差值相移因子、三次和值相移因子以及三次差值相移因子之后，就会采用上述所有的相移因子，作为相移变换因子。如此，啁啾测试装置就能通过处理器15，得到相移变换因子。
可以理解的是，啁啾测量装置还利用比例运算对相移变换因子时，将所得到的比值扩大为原来的2倍，进而得到各相移变换因子。
示例性的，本发明实施例示出了一种计算相移变换因子的公式，如式(1)-式(7)所示：
其中，w0为直流分量，POUT_0(w0)表示第一直流输出，POUT_π(w0)第二直流输出，γnorm则表示直流相移因子。
其中，w0为直流分量，w0+w1为一次谐波分量，POUT_0(w0+w1)表示第一一次谐波输出，POUT_π(w0+w1)表示第二一次谐波输出，POUT_0(w0)表示第一直流输出，POUT_π(w0)第二直流输出，A1则表示一次和值相移因子。
其中，w0为直流分量，w0+w1为一次谐波分量，POUT_0(w0+w1)表示第一一次谐波输出，POUT_π(w0+w1)表示第二一次谐波输出，POUT_0(w0)表示第一直流输出，POUT_π(w0)第二直流输出，B1则表示一次差值相移因子。
其中，w0为直流分量，w0+2w1为二次谐波分量，POUT_0(w0+2w1)表示第一二次谐波输出，POUT_π(w0+2w1)表示第二二次谐波输出，POUT_0(w0)表示第一直流输出，POUT_π(w0)第二直流输出，A2则表示二次和值相移因子。
其中，w0为直流分量，w0+2w1为二次谐波分量，POUT_0(w0+2w1)表示第一二次谐波输出，POUT_π(w0+2w1)表示第二二次谐波输出，POUT_0(w0)表示第一直流输出，POUT_π(w0)第二直流输出，B2则表示二次差值相移因子。
其中，w0为直流分量，w0+3w1为三次谐波分量，POUT_0(w0+3w1)表示第一三次谐波输出，POUT_π(w0+3w1)表示第二三次谐波输出，POUT_0(w0)表示第一直流输出，POUT_π(w0)第二直流输出，A3则表示三次和值相移因子。
其中，w0为直流分量，w0+3w1为三次谐波分量，POUT_0(w0+3w1)表示第一三次谐波输出，POUT_π(w0+3w1)表示第二三次谐波输出，POUT_0(w0)表示第一直流输出，POUT_π(w0)第二直流输出，B3则表示三次差值相移因子。
啁啾测量装置在通过采样电路14得到直流分量w0、一次谐波分量w0+w1、二次谐波分量w0+2w1以及三次谐波分量w0+3w1之后，就可以通过处理器15将直流分量w0代入式(1)中，计算出直流相移因子γnorm，将一次谐波分量w0+w1分别代入式(2)和式(3)中，分别计算出一次和值相移因子A1和第一差值相移因子B1，接着，将二次谐波分量w0+2w1分别代入式(4)和式(5)之中，计算出二次和值相移因子A2和二次差值相移因子B2，将三次谐波分量w0+3w1分别代入式(6)和式(7)中，计算出三次和值相移因子A3和三次差值相移因子B3。最后，啁啾测量装置通过处理器15，将γnorm、A1、B1、A2、B2、A3和B3作为相移变换因子。
啁啾测量装置在通过处理器15得到相移变换因子之后，就会将这些相移变换因子代入预设啁啾测量模型中进行计算，得到最终的啁啾参数。
需要说明的是，预设啁啾模型是啁啾测量装置通过处理器15，根据光信号调制电路的预设光复场强度模型预计预设啁啾计算模型推导而来，并存储于处理器15之中的。
啁啾测量装置在通过处理器15，利用预设啁啾测量模型计算啁啾参数时，会先获取光信号调制电路的相移差，之后，根据直流相移因子、一次和值相移因子、一次差值相移因子、二次和值相移因子、二次差值相移因子、一次余弦谐波、三次和值相移因子、三次差值相移因子、二次余弦谐波以及相移差的正弦值，计算得到啁啾分子部分。具体的，啁啾测量装置通过处理器15，先根据直流相移因子、一次和值相移因子、一次差值相移因子以及相移差的正弦值，计算出一次啁啾分子；再根据直流相移因子、二次和值相移因子、二次差值相移因子、相移差的正弦值以及一次余弦谐波，计算出二次啁啾分子；然后根据直流相移因子、三次和值相移因子、三次差值相移因子、相移差的正弦值以及二次预先谐波，计算出三次啁啾分子，最后，啁啾测量装置通过处理器15对一次啁啾分子、二次啁啾分子和三次啁啾分子进行累加，得到啁啾分子部分。
同理的，啁啾测量装置通过处理器15，还能在此基础上，根据直流相移因子、一次和值相移因子、一次差值相移因子、二次和值相移因子、二次差值相移因子、一次余弦谐波、三次和值相移因子、三次差值相移因子、二次余弦谐波预计相移差的余弦值，对啁啾分母部分进行计算。具体的，啁啾测量装置通过处理器15，先根据直流相移因子、一次和值相移因子、一次差值相移因子以及相位差的余弦值，计算出一次啁啾分母；再根据直流相移因子、二次和值相移因子、二次差值相移因子、相位差的余弦值以及一次余弦谐波，计算出二次啁啾分母；然后根据所述直流相移因子、三次和值相移因子、三次差值相移因子、相位差的余弦值以及二次余弦谐波，计算出三次啁啾分母，并将一次啁啾分母、二次啁啾分母以及三次啁啾分母进行累加，将所得到的累加结果作为啁啾分母部分。
啁啾测量装置通过处理器15获得啁啾分子部分和啁啾分母部分之后，会用啁啾分子部分和啁啾分母部分相比，并对所得到的比值结果在时域上进行积分，将最终所得到的积分结果作为啁啾参数。
示例性的，预设啁啾测量模型可以用式(8)来表示，如下：
其中，γnorm为直流相移因子，A1为一次和值相移因子，B1为一次差值相移因子，A2为二次和值相移因子，B2为二次差值相移因子，A3为三次和值相移因子，B3为三次差值相移因子，t表示时间，NTs表示时间积分，φRF_A和φRF_B为光信号调制电路的相移，是光调制信号电路的固有参数，cosw1t表示一次余弦谐波，cos2w1t表示二次余弦谐波。
啁啾测量装置在通过处理器15由直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量计算得到相移，直流相移因子γnorm、一次和值相移因子A1、一次差值相移因子B1、二次和值相移因子A2、二次差值相移因子B2、三次和值相移因子A3以及三次差值相移因子B3，同时获取光信号调制电路的相移φRF_A和φRF_B，计算出相移差，然后将上述参数以及相移差代入式(8)中，如此，啁啾测量装置可以得出啁啾参数。
示例性的，如图3所示，本发明实施例示出了一种利啁啾参数随测试信号的电压变化的曲线图，横轴是测试信号的电压，取值范围为[0，1]，单位为V，纵轴为啁啾参数，取值范围为[-0.02，-0.06]。从图3中可以看出，当测试信号的电压从0V向1V逐渐增大时，啁啾参数的值慢慢减小，即啁啾参数的绝对值逐渐增大，而在实际中，啁啾参数的绝对值是随着测试信号的电压增大而增大的，由此可以看出本发明实施例中，啁啾测量装置利用预设啁啾测量模型，对啁啾参数的结果是符合实际使用的规律的。
需要说明的是，本发明实施例中的处理器15，可以是具有计算功能的微型处理器，也可以是个人电脑、笔记本电脑等电子设备，本发明实施例在此不作具体限定。
本发明实施例中，啁啾测量能够利用光耦合器将调制光信号和本振光信号进行光学混频，使得采样电路在对混频光信号采样时可以直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量，然后啁啾测量装置通过处理器对这些频谱分量计算得到相移转换因子，最后利用根据光信号调制器的光复场强度模型所推导出的预设啁啾测量模型，计算出啁啾参数，充分考虑了光信号调制器的结构，提高啁啾参数测量的准确度。
在本发明的一些实施例中，采样电路14包括：光电信号转换器141和采样器142；
光电信号转换器141的输入端与光耦合器13的输出端相连；
采样器142的输入端与光电信号转换器141的输出端相连；
采样器142的输出端与处理器15相接；
通过光电信号转换器141将混频光信号转换为第一电压信号，之后，啁啾测量装置通过采样电路15对第一电压信号进行采样，得到直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量。
可以理解的是，光电信号转换器141是通过其内部的硅基材料，利用光伏效应，先将混频光信号转换成电流，然后再用其内部的电阻，将电流信号转换为第一电压信号。在本发明实施例中，光电信号转换器141的类型可以根据实际需求来确定，本发明实施例在此不作限定。
需要说明的是，本发明实施例中，采样器142可以是具有采样功能的示波器，例如高速实时采样示波器、数字存储示波器(Digital Storage Oscilloscope，DSO)等，也可以是其他具有采样功能的电子设备，本发明实施例在此不作限制。
本发明实施例中，啁啾测量装置先通过光电信号转换器将混频光信号转换为第一电压信号，然后利用采样器对所得到的第一电压信号进行采样，使得啁啾测量装置能够通过采样得到直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量，以便于后续啁啾参数的计算。
在本发明的一些实施例中，采样电路14还包括：跨阻放大器143；
跨阻放大器143的输入端与光电信号转换器141的输出端相连；
跨阻放大器143的输出端与采样器142的输入端相连；
通过光电信号转换器141将混频信号转换为电流信号并输出，然后利用跨阻放大器143把电流信号转换为第二电压信号，并送入采样器142中，通过采样器142对第二电压信号进行采样，得到直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量。
可以理解的是，本发明实施例中，跨阻放大器143是利用欧姆定律，将电流型转换为第二电压信号的。在本发明实施例中，跨阻放大器143的型号可以根据实际情况进行选择，本发明实施例在此不作限定。
本发明实施例中，啁啾测量装置还可将混频光信号转换为电流信号，再利用跨阻放大器将电流信号转换为第二电压信息，以使得啁啾测量装置不管是针对电流信号还是电压信号，都能进行直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量的采集。
在本发明的一些实施例中，第一激光器10生成的输入光信号，与第二激光器11生成的本振光信号存在频偏。
在本发明实施例中，啁啾测量装置是通过保偏光纤将第一激光器10和光信号调制电路12相连，同时通过保偏光纤将第二激光器11与光耦合器13相连的。
需要说明的是，由于光信号调制器12在对输入光信号进行调制时，是不会改变输入光信号的频率的，因此，为了能使啁啾测量装置通过光耦合器13能对调制光信号和本振光信号进行光学混频，第一激光器10产生的输入光信号，与第二激光器11产生的本振光信号的频率应当是不同的，即存在频偏，如此，啁啾测试装置能够通过光耦合器13正确产生和频信号与差频信号。
可以理解的是，在本发明实施例中，可以是输入光信号的频率大于本振光信号的频率，也可以是输入光信号的频率小于本振光信号的频率，本发明实施例在此不作限定。
本发明实施例中，第一信号激光器生成的输入光信号的频率，与第二激光器生成的本振光信号的频率存在频偏，保证啁啾测量装置能够对调制光信号和本振光信号进行混频，得到混频光信号。
在本发明的一些实施例中，光信号调制电路12包括：硅光调制器121、测试信号发生器122、直流电压源123；
第一激光器10的输出端与硅光调制器121相连，硅光调制器121的输出端与光耦合器13的输入端相连；
测试信号发生器122与硅光调制器121相连；
直流电压源123与硅光调制器121相连；
啁啾测量装置通过测试信号发生器122向硅光调制器121输入测试信号，通过直流电压源123向硅光调制器121输入直流偏置和射频偏置，利用硅光调制器121对输入光信号和测试信号进行调制，得到调制光信号。
可以理解的是，硅光调制器121用于对输入光信号进行调制，得到调制光信号并输出，因而，硅光调制器121的输入端是通过保偏光纤与第一激光器相连的，硅光调制器121的输出端也是通过保偏光纤与光耦合器13相连的，而测试信号发生器122与直流电压源123所生成的都是电信号，因此，测试信号发生器122与直流电压源123通过导线与硅光调制器121连接即可。
需要说明的是，本发明实施例中，测试信号发生器122可以是正弦信号发生器，也可以是其他信号发生器，具体的测试信号发生器可以根据实际需要进行设置，本发明实施例在此不作具体限定。
本发明实施例中，直流电压源123可以是双路直流电压源，也可以是其他形式的直流电压源，本发明实施例在此不作限制。
在本发明的一些实施例中，硅光调制器121上设置有直流偏置引脚和射频偏置引脚；直流电压源123上具有射频偏置输出端和直流偏置输出端；调制偏置输出端与射频偏置引脚相连，直流输出端与直流偏置引脚相连。
啁啾测量装置通过射频偏置输出端和射频偏置引脚，将直流电压源123产生的射频偏置送入硅光调制器121，通过直流偏置输出端和直流偏置引脚，将直流电压源123差生的直流偏置送入硅光调制器121。
需要说明的是，直流电压源123所产生的直流偏置是用来控制硅光调制器121的直流偏置点，即用来控制硅光调制器121的对输入光信号是进行强度调制，还是进行相位调制的。
示例性的，当直流偏置点为正交(quad)点时，啁啾测量装置通过硅光调制器121对输入光信号进行强度调制；当直流偏置点为零(null)点时，啁啾测量装置通过硅光调制器121对输入光信号进行相位调制。
在本发明的一些实施例中，光信号调制电路12还包括：射频信号放大器124；测试信号发生器122的输出端与射频信号放大器124的输入端相连。
啁啾测量装置通过射频放大器124对测试信号进行差分，得到第一差分信号与第二差分信号，并将第一差分信号和第二差分信号输入进硅光调制器121。
可以理解的是，考虑到本发明实施例中的硅光调制器121可以是基于推挽结构的硅光调制器，即硅光调制器121在对输入光信号调制时会先将输入光信号分为两路进行调制，因而，啁啾测量装置可以通过射频信号放大器124对测试信号进行差分，得到两路差分信号，并将这两路差分信号分别送入硅光调制器121中，使得啁啾测量装置通过硅光调制器121可以对两路光信号进行调制。
在本发明的一些实施例中，射频信号放大器124具有第一差分信号输出端与第二差分信号输出端，硅光调制器121上设置有第一差分信号引脚与第二差分信号引脚；第一差分信号输出端通过导线与第一差分信号引脚相接，第二差分信号输出端与第二差分信号引脚相接；
啁啾测量装置通过所述第一差分信号输出端和所述第一差分信号引脚，将所述射频信号放大器生成的第一差分信号送入所述硅光调制器，通过所述第二差分信号输出端和所述第二差分信号引脚，将所述射频信号放大器生成的第二差分信号送入硅光调制器。
示例性的，本发明实施例给出了一种啁啾测量装置的结构示意，如图4所示，第一激光器和第二激光器均为连续输出激光器，连续输出激光器1通过保偏光纤3与硅光调制器4相连，连续输出激光器2也通过保偏光纤与硅光调制器4相连，测试信号发生器5与射频信号放大器6相连，射频信号放大器6的第一差分信号输出端(未示出)与硅光调制器4的第一差分信号引脚RF_Signal+相连，射频信号发达器6的第二差分信号输出端(未示出)与硅光调制器4的第二差分引脚RF_Signal-相连。使用双通直流电压源7作为啁啾测量装置的直流电压源，双通直流电压源7的直流偏置输出端(未示出)与硅光调制器4的直流偏置引脚Bias相连，双通直流电压源7的射频偏置输出端(未示出)与硅光调制器4的射频偏置引脚PN相连。硅光调制器4的输出端通过保偏光纤与光耦合器8的输入端相连，光耦合器8的输出端与光电信号转换器9的输入端相连，光电信号转换器9的输出端上接有高速跨阻放大器10，光速跨阻放大器10的输出端连接有高速实时采样示波器11，作为啁啾测量装置的采样器，最后，高速实时采样示波器11的输出端与处理器12的输入端相接。通过这种结构，啁啾测量装置可以用连续激输出光器1生成输入光信号，通过连续输出激光器2生成本振光信号，并通过测试信号发生器5生成测试信号，测试信号经过射频放大器6处理变为两路差分信号，提供给硅光调制器4；同时，啁啾测量装置通过双路直流电压源7为硅光调制器4提供调制信号时所必须的直流偏置与射频偏置，之后，通过硅光调制器4就可以将输入光信号调制成为调制光信号并输出；啁啾测量装置通过光耦合器8在接收到调制光信号之后，会将调制光信号与本振光信号混频，得到混频光信号，然后利用光电信号转换器9将混频光信号转换为电流信号，接着通过高速跨阻放大器10将电流信号转换为电压信号，以便于高速实时采样示波器11采集得到直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量；最后，将这些频谱分量都送入处理器14中进行运算，得到所要测量的啁啾参数。
本发明实施例中，测试信号发生器为硅光调制器提供测试信号，直流电压源为硅光调制器提供调制所需的直流偏置与射频偏置，使得硅光调制器能够对输入光信号进行调制，得到调试光信号。
在本发明的一些实施例中，硅光调制器121包括：光信号输入端1211、第一光路1212、第二光路1213和光信号输出端1214；
光信号输入端1211与第一激光器10的输出端相连，光信号输出端1214与光耦合器13的输入端相连；
第一光路1212和第二光路1213，从光信号输入端1211分开，在光信号输出端1214汇合；
通过光信号输入端1211接收到输入光信号，利用第一光路1212和第二光路1213对输入光信号进行调制，并在光信号输出端1214出得到调制光信号并输出。
需要说明的是，本发明实施例中，第一光路1212上设置有第一射频移相器，第二光路1213上设置有热光移相器与第二射频移相器；第一射频移相器与第二射频移相器分别与测试信号发生器122相连；第一光路1212与第二光路1213之间设置有片上电感，片上电感与射频偏置引脚相接。
啁啾测量装置通过片上电感接收射频偏置，通过热光相移器设置调制相位，利用第一射频移相器与第二射频移相器对输入光信号和测试信号进行调制，得到所述调制光信号。
可以理解的是，本发明实施例中，第一射频移相器、第二射频移相器和热光移相器的型号可以根据实际情况来选择，本发明实施例在此不作具体限定。
需要说明的是，片上电感的类型即参数可以根据实际情况来进行设置，本发明实施例在此不作限定。
在本发明的一些实施例中，第一射频移相器的正极嵌有第一反向PN结，第一光路1212与第一射频移相器通过第一反向PN结相接；第二射频移相器的负极嵌有第二反向PN结，第二光路1213与第二射频移相器通过第二反向PN结相连。
在本发明的一些实施例中，第一反向PN结的阴极与第二反向PN结的阴极串接，作为第一反向PN结合和第二反向PN结的公共极。
啁啾测量装置通过第一反向PN结将输入光信号送入第一射频相移器，通过第二反向PN结将输入光信号送入第二射频相移器，以完成对输入光信号的调制。
可以理解的是，第一反向PN结和第二反向PN结可以是参数相同的两个PN结，也可以是参数不同的两个PN结，第一反向PN结和第二反向PN结的型号可以根据实际情况来确定，本发明实施例在此不作限制。
在本发明的一些实施例中，第一射频相移器上设置有第一终端电阻，第二射频相移器上设置有第二终端电阻；第一射频相移器经过第一终端电阻与地点相接，第二射频相移器经过第二终端电阻与地点相接。
啁啾测量装置通过第一终端电阻与所述第二终端电阻，防止所述调制光信号反射。
需要说明的是，第一终端电阻与第二终端电阻的阻值可以是相同的，也可以是不同的，具体第一终端电阻的阻值，和第二终端电阻的阻值，都可以通过实际情况来确定，本发明实施例在此不作限定。
示例性的，本发明实施例提供了一种硅光调制器的内部结构示意，如图5所示，硅光调制器从光信号输入端1开始，被分成了两个光路，即第一光路2，和第二光路3，并且，第一光路2和第二光路3在光信号输出端4处合为一路，并与光耦合器5相连。第一光路2上设置有第一射频移相器21；第二光路3上设置有热光移相器31，以及第二射频移相器32。第一光路2通过第一反向PN结与第一射频移相器21相接，同理，第二射频移相器32通过第二反向PN结与第二光路3相接。第一反向PN结与第二反向PN结公用阴极。第一射频相移器21上有一终端电阻210，同样的，第二射频相移器32上也有一终端电阻320，以防止调制光信号反射，两个终端电阻都与地点相接。除此之外，第一光路2和第二光路3之间还有一片上电感6，片上电感6与直流偏置引脚PN相接。第一射频相移器21和第二射频相移器32都与射频源7相接，接收测试信号。啁啾测量装置通过具有如图5的结构的硅光调制器，能够将输入光信号分为两路，分别进行调制，并在最后的光信号输出端4处得到调制光信号。
本发明实施例中，啁啾测量装置通过硅光调制器从光信号输入端得到输入光信号，并将输入光信号分为两路，分别利用设置与第一光路和第二光路进行调制，最后在光信号输出端汇合，使得啁啾测量装置能够完成对输入光信号的调制。
本发明实施例提供了一种啁啾测量方法，应用于上述任一项本发明实施例中的啁啾测量装置，参见图6，该方法包括：
S101、通过设置的第一激光器生成输入光信号，通过设置的第二激光器生成本振光信号。
啁啾测量装置通过设置在啁啾测量装置内部的第一激光器生成输入光信号，其中，输入光信号的频率可以是根据所要测量啁啾参数来确定的，即需要测量哪个频率的啁啾参数，就通过第一激光器生成哪个频率的输入光信号。同时，通过设置在啁啾测量装置内部的第二激光器生成本振光信号，本振光信号与输入光信号的频率不同。
S102、对输入光信号进行调制，得到调制光信号。
啁啾测量装置通过光信号调制电路，生成测试信号，并通过光信号调制电路将测试信号叠加至输入光信号上，完成对输入光信号的调制过程，得到调制光信号。在此过程中，还需要通过光信号调制电路确定出调制偏置点，来确定是对输入光信号进行相位调制还是强度调制。
S103、将调制光信号和本振光信号进行混频，得到混频光信号。
啁啾测量装置通过其自身内部的光耦合器，先获得调制光信号的频率以及本振光信号的频率，然后根据调制光信号的频率，以及本振光信号的频率，对调制光信号和本振光信号进行光学和频，得到频率为调制光信号的频率和本振光信号频率之和的信号，以及对调制光信号和本振光信号进行光学差频，得到频率为调制光信号的频率和本振光信号的频率之差的信号，并将这些所得到的信号作为混频光信号。
S104、对混频光信号进行采样，得到混频光信号的直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量。
啁啾测量装置通过采样器对混频光信号进行FFT，然后针对不同的相移偏置，得到第一频谱表达式和第二频谱表达式，接着通过采样器分别对第一频谱表达式对应的信号和第二频谱表达式对应的信号进行采样，得到直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量，以便于后续啁啾测量装置根据这频谱分量进行计算。
S105、对直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量进行相移系数计算，得到相移变换因子；根据预设啁啾测量模型和相移变换因子计算得到啁啾参数；预设啁啾测量模型用于测量光信号调制电路的啁啾参数。
啁啾测量装置在通过采样器得到直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量之后，便会通过处理器先对这些频谱分量进行相移系数的计算，并将所得到直流相移因子、一次和值相移因子、一次差值相移因子、二次和值相移因子、二次差值相移因子、三次和值相移因子以及三次差值相移因子，作为相移变换因子，之后，啁啾测量装置将相移变换因子代入通过处理器所推导出的预设啁啾测量模型中，计算出啁啾参数。
需要说明的是，本发明实施例中计算相移变换因子的过程，以及预设啁啾测量模型的形式，与上述发明实施例中所阐述的相同，在此不再进行赘述。
本申请实施例中，啁啾测量模型能够将调制光信号和本振光信号进行光学混频，使得啁啾测量装置在对混频光信号采样时可以直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量，然后啁啾测量装置通过处理器对这些频谱分量计算得到相移转换因子，最后利用根据光信号调制器的光复场强度模型所推导出的预设啁啾测量模型，计算出啁啾参数，充分考虑了光信号调制器的结构，提高啁啾参数测量的准确度。
在本发明的一些实施例中，在通过设置的第一激光器生成输入光信号，通过设置的第二激光器生成本振光信号之前，即S101之前，该方法还包括：S106-S109，如下：
S106、获取预设光复场强度模型和预设啁啾计算模型。
啁啾测量装置通过处理器在进行预设啁啾测量模型的推导时，需要先获取预先存储于处理器之中的，光信号调制电路所对应的预设光复场强度模型，以及用来定义啁啾参数的预设啁啾计算模型。
需要说明的是，光信号调制电路的结构与参数，会决定调制光信号的强度以及相位，因而，预设光复场强度模型是由光信号调制电路中的结构所决定的。
示例性的，本发明实施例给出了一种光信号调制器的等效结构图，如图7所示，该等效结构图是图7中光信号调制器的等效结构图。直流偏置电压VPN施加在直流偏置引脚PN上，测试信号经过射频放大器进行差分之后，分别加载在第一差分信号引脚S+(1)和第二差分信号引脚S-(3)上。为了保证硅光调制中两个反向串联的PN结工作在反向调制状态，必须保证VPN大于S+(1)和S-(3)的最大输入电压，此时，可以得到该等效结构所对应的预设光复场强度模型如式(9)所示：
其中，EIN为输入光场的复振幅，γ为硅光调制器第一光路和第二光路的分光比，w0为输入光信号的频率，αRF_A(t)为第一光路的吸收损耗因子，αRF_B(t)为第二光路的吸收损耗因子，φRF_A(t)为第一光路的相移，φRF_B(t)为第二光路的相移，φBias为第二光路上的热光移相器所设定的相位偏置。
需要说明的是，啁啾测量模型通过处理器，相位调制在时间的一阶导数，与强度调制在时间上的一阶导数相比，将所得到的比值结果与2倍的强度调制进行相乘，将最终所得到的乘积作为预设啁啾计算模型。
示例性的，本发明实施例给出了一种预设啁啾计算模型，如式(10)所示：
其中，θ(t)表示相位调制，POUT(t)表示强度调制，αchirp表示啁啾参数。
S107、对预设光复场强度模型进行展开并化简，得到调制光信号的瞬时光强函数和瞬时相位函数。
啁啾测量装置在通过处理器获得了预设光复场强度模型之后，会先对预设光复场强度模型进行强度和相位的提取，得到调制光信号的瞬时光强函数和瞬时相位函数。
需要说明的是，将预设光复场强度模型展开时，是将预设光复场模型的强度提取出来作为瞬时光强函数，将预设光复场强度模型的相位提取出来，作为瞬时相位函数。
示例性的，当预设光复场强度模型为式(9)时，所提取到的瞬时光强函数和瞬时相位函数，分别如式(11)和式(12)所示：
其中，EIN为输入光场的复振幅，γ为硅光调制器第一光路和第二光路的分光比，w0为输入光信号的频率，αRF_A(t)为第一光路的吸收损耗因子，αRF_B(t)为第二光路的吸收损耗因子，φRF_A(t)为第一光路的相移，φRF_B(t)为第二光路的相移，φBias为第二光路上的热光移相器所设定的相位偏置。
S108、将预设啁啾计算模型、瞬时光强函数和瞬时相位函数合并化简，得到瞬时啁啾测量模型。
当啁啾测量装置通过处理器得到瞬时光强函数和瞬时相位函数之后，就会将瞬时光强函数和瞬时相位函数代入预设啁啾计算模型中进行合并，然后再用直流偏置、测试信号的幅度、测试信号的频率、光信号调制器的射频相移以及光信号调制器的吸收损耗，对预设光复场强度模型进行展开和改写，得到瞬时啁啾测量模型。
示例性的，啁啾测量装置通过处理器将式(12)代入至式(11)中，同时假定χA＝exp(-2αA_RF(t)),χB＝exp(-2αB_RF(t)),χAB＝exp(-αA_RF(t)-αB_RF(t))，可以得到式(13)，如下：
其中，′表示时间上的一阶导数，γ为硅光调制器第一光路和第二光路的分光比，φRF_A为第一光路的相移，φRF_B为第二光路的相移，φBias为第二光路上的热光移相器所设定的相位偏置。
从式(13)中可以看出，啁啾参数与热光相移器的相位偏置φBias有关，当时为强度调制，当φBias＝null时为相位调制，而在这两种调制方式，啁啾的测试方法是一致的，因此，可以进一步将式(13)可以化简为式(14)：
'
其中，表示时间上的一阶导数，χAB＝exp(-αA_RF(t)-αB_RF(t))，φRF_A为第一光路的相移，φRF_B为第二光路的相移，φBias为第二光路上的热光移相器所设定的相位偏置。
而在实际中，硅光调制器的电吸收效应相对应电折射效应小很多，因此，对于电吸收效应小很多，因此对于电吸收效应引起的硅光调制器的第一光路和第二光路的损耗，可以用平均吸收系数来表示，如式(15)-式(18)所示，
αRF_A_mean＝δRF_A_1+δRF_A_2VPN+δRF_A_3VPN 2+δRF_A_4VPN 3 (15)
αRF_B_mean＝δRF_B_1+δRF_B_2VPN+δRF_B_3VPN 2+δRF_B_4VPN 3 (16)
αRF_A(t)≈αRF_A_mean (17)
αRF_B(t)≈αRF_B_mean (18)
示例性的，本发明实施例给出了一种硅光调制器的相移曲线，如图8(a)所示，横轴为施加的反向电压，单位为V，纵轴为相移，单位为rad，从图8(a)可以看出，在没有测试信号时，当施加的反向电压增大时，硅光调制器的第一光路上的光信号的相移会相应增大，第二光路上的光信号的相移也相应增大。图8(b)为硅光调制器的吸收损耗曲线，横轴为施加的反向电压，单位为V，纵轴为吸收损耗，单位为dB，从图8(b)可以看出，当施加的反向电压增大时，硅光调制器的第一光路电吸收引起的损耗逐渐减小，第二光路电吸收引起的损耗也逐渐减小，表明在较大的调制电压下时，电吸收引起的损耗比电折射效应小很多，因此，可以用平均吸收系数来表示第一光路和第二光路的损耗。
此时，式(13)还可以化简成式(19)，如下：
其中，′表示时间上的一阶导数，χAB＝exp(-αA_RF(t)-αB_RF(t))，χAB'≈0，假定γnorm≈γχAB，φRF_A为第一光路的相移，φRF_B为第二光路的相移，φBias为第二光路上的热光移相器所设定的相位偏置。
啁啾测量装置在获得式(18)和式(19)之后，就可以对啁啾参数进行计算了。
在啁啾测量装置用直流偏置、测试信号的幅度、测试信号的频率、光信号调制器的射频相移以及光信号调制器的吸收损耗对上述公式进行改写时，假设给光信号调制器中的硅光调制器施加VPN的直流偏置，给硅光调制器施加幅度为VRF、频率为w1的测试信号时，硅光调制器第一光路的射频相移αRF_A(t)、第二光路的射频相移αRF_B(t)、第一光路的吸收损耗φRF_A(t)和第二光路的吸收损耗φRF_B(t)可以写为硅光调制器内的PN结的反向电压的三阶多项式，如式(20)-式(23)所示：
αRF_A(t)＝δRF_A_1+δRF_A_2(VPN-VRFcosw1t)+δRF_A_3(VPN-VRFcosw1t)2+δRF_A_4(VPN-VRFcosw1t)3 (22)
αRF_B(t)＝δRF_B_1+δRF_B_2(VPN+VRFcosw1t)+δRF_B_3(VPN+VRFcosw1t)2+δRF_B_4(VPN+VRFcosw1t)3 (23)
其中，和分别为硅光调制器第一光路的射频相移相对于反向偏压的多项式因子，和分别为硅光调制器第二光路的射频相移相对于反向偏压的多项式因子，αRF_A_1、αRF_A_2、αRF_A_3、αRF_A_4分别为硅光调制器第一光路的吸收损耗相对于反向偏压的多项式因子，分别硅光调制器的第二光路的吸收损耗相对于反向偏压的多项式因子，VPN为直流偏置电压。在无测试信号时，硅光调制器的第一光路的相移φREF_A和第二光路的相移φREF_B，可以表示为式(24)-式(25)，硅光调制器的第一光路的吸收损耗αRF_A_mean和第二光路的吸收损耗和aRF_B_mean，可以表示为式(26)-式(27)，如下：
αRF_A_mean＝δRF_A_1+δRF_A_2VPN+δRF_A_3VPN 2+δRF_A_4VPN 3 (26)
αRF_B_mean＝δRF_B_1+δRF_B_2VPN+δRF_B_3VPN 2+δRF_B_4VPN 3 (27)
啁啾测量装置通过处理器，将式(20)中的φRF_A(t)和式(21)中的φRF_B(t)展开，并将展开式中的零阶项、一阶项、二阶项和三阶项分别用A0、A1、A2、A3和B0、B1、B2、B3来表示，此时可以得到式(28)-式(35)，如下所示：
此时，φRF_A(t)和φRF_B(t)可被改写为式(36)-式(37)：
φRF_A(t)＝A0+A1cosw1t+A2cos2w1t+A3cos3w1t (36)
φRF_B(t)＝B0+B1cosw1t+B2cos2w1t+B3cos3w1t (37)
由此可见，在测量啁啾参数时，需要先计算出A0、A1、A2、A3和B0、B1、B2、B3的数值。
为了便于计算，啁啾测量装置先对预设光复场强度模型进行FFT，并将热光相移器的偏置相移设置为0和π，即将φBias＝0和φBias＝π，此时，可以得到预设光复场强度模型的频谱表达式，如式(38)-式(39)所示：
其中，EIN为输入光场的复振幅，αRF_A_mean为第一光路的吸收损耗，aRF_B_mean为第二光路的吸收损耗，δ为脉冲函数。
此时，A0、A1、A2、A3和B0、B1、B2、B3，可以根据式(1)-式(7)得到。
由此可见，啁啾测试装置通过处理器只要将式(1)-式(7)代入式(19)中，即可得到瞬时啁啾测量模型，如式(40)所示：
其中，w0为直流分量，w0+w1为一次谐波分量，w0+2w1为二次谐波分量，w0+3w1为三次谐波分量，φRF_A为第一光路的相移，φRF_B为第二光路的相移。
进一步的，从瞬时啁啾测量模型可以看出，瞬时啁啾参数是与分光比γ相关的。示例性的，本发明实施例给出了一种瞬时啁啾参数与分光比的关系示意图，如图9所示，横轴为时间，单位为e-11s，纵轴为瞬时啁啾参数，图9中的三条曲线，分别为γ＝0.9、γ＝1以及γ＝1.1时啁啾参数的曲线图。从图9中可以看出，当分光比γ＝0.9时，啁啾参数的绝对值普遍较小，在最大时接近0.1，在最小时为0，而当分光比γ＝1时以及分光比γ＝1.1，瞬时啁啾参数的绝对值都较大，最大处甚至超过了0.3，而最小处接近0.1。由此可见，在实际应用中，可以通过设置分光比，来减小瞬时啁啾。
S109、对瞬时啁啾测量模型进行积分，得到预设啁啾测量模型。
当啁啾测量装置得到瞬时啁啾测量模型之后，就会在时域上对瞬时啁啾测量模型进行积分，将所得到的积分模型作为最后的预设啁啾测量模型，并存储在处理器之中，以便以后计算啁啾参数。
需要说明的是，在实际中，通常是利用平均啁啾来表征光信号调制器的啁啾参数的，因此，啁啾测量装置还需要从0开始到预设积分时间结束，对瞬时啁啾测量模型进行积分，得到能够计算出平均啁啾的预设啁啾测量模型。
可以理解的是，预设积分时间可以根据实际需求来进行设定，本发明实施例在此不作限定。
示例性的，当瞬时啁啾模型为式(40)时，啁啾测量装置通过处理器，对式(40)在时域上进行积分，得到的预设啁啾测量模型，即式(8)。
本发明实施例中，啁啾测量装置在进行啁啾测量流程之前，可以先通过处理器，从光信号调制器的预设光复场强度模型中推导出用于计算啁啾参数的预设啁啾模型，以使得啁啾测量装置后续能够根据预设啁啾测量模型计算出啁啾参数。
在本发明的一些实施例中，如图10所示，本发明实施例提供了一种啁啾测量装置2，包括：
生成模块20，用于通过设置的第一激光器生成输入光信号，通过设置的第二激光器生成本振光信号；
光处理模块21，用于对所述输入光信号进行调制，得到调制光信号；将所述调制光信号和所述本振光信号混频，得到混频光信号；
采样模块22，用于对所述混频光信号进行采样，得到所述混频光信号的直流分量、一次谐波分量、二次谐波分量和三次谐波分量；
计算模块23，用于对所述直流分量、所述一次谐波分量、所述二次谐波分量和所述三次谐波分量进行相移系数计算，得到相移变换因子，根据预设啁啾测量模型和所述相移变换因子计算得到啁啾参数；所述啁啾测量模型用于测量所述光信号调制电路的啁啾参数。
在本发明的一些实施例中，所述计算模块23，具体用于获取预设光复场强度模型，并对所述预设光复场强度模型进行傅里叶变换，得到第一频谱模型和第二频谱模型；将所述直流分量、所述一次谐波分量、所述二次谐波分量和所述三次谐波分量各自代入所述第一频谱模型和所述第二频谱模型中，分别计算出第一直流输出、第二直流输出、第一一次谐波输出、第二一次谐波输出、第一二次谐波输出、第二二次谐波输出、第一三次谐波输出和第二三次谐波输出；采用所述第一直流输出与所述第二直流输出进行相移系数计算，得到直流相移因子；利用所述第一一次谐波输出和所述第二一次谐波输出进行相移系数计算，分别得到一次和值相移因子和一次差值相移因子；根据所述第一二次谐波输出和所述第二二次谐波输出进行相移系数计算，分别得到二次和值相移因子和二次差值相移因子；利用所述第一三次谐波输出和所述第二三次谐波输出进行相移系数计算，分别得到三次和值相移因子和三次差值相移因子；以及采用所述直流相移因子、所述一次和值相移因子、所述一次差值相移因子、所述二次和值相移因子、所述二次差值相移因子、所述三次和值相移因子以及所述三次差值相移因子，作为所述相移变换因子。
在本发明的一些实施例中，所述计算模块23，具体用于采用所述第一直流输出与所述第二直流输出做差，得到直流差值结果；对所述第一直流输出和所述第二直流输出求和，得到直流和值结果；将所述直流差值结果与所述直流和值结果相比，将所得到的比值作为所述直流相移因子。
在本发明的一些实施例中，所述计算模块23，具体用于采用所述第一一次谐波输出与所述第二一次谐波输出做差，得到一次差值结果；对所述第一一次谐波输出和所述第二一次谐波输出求和，得到一次和值结果，将所述一次和值结果与所述直流和值结果相比，得到所述一次和值相移因子，将所述一次差值结果与所述直流差值结果相比，得到所述一次差值相移因子。
在本发明的一些实施例中，所述计算模块23，具体用于采用所述第一二次谐波输出与所述第二二次谐波输出做差，得到二次差值结果；对所述第一二次谐波输出和所述第二二次谐波输出求和，得到二次和值结果；将所述二次和值结果与所述直流和值结果相比，得到所述二次和值相移因子，将所述二次差值结果与所述直流差值结果相比，得到所述二次差值相移因子。
在本发明的一些实施例中，所述计算模块23，具体用于将所述第一三次谐波输出与所述第二三次谐波输出做差，得到三次差值结果；对所述第一三次谐波输出和所述第二三次谐波输出求和，得到三次和值结果；采用所述三次和值结果与所述直流和值结果相比，得到所述三次和值相移因子，将所述三次差值结果与所述直流差值结果相比，得到所述三次差值相移因子。
在本发明的一些实施例中，所述计算模块23，具体用于获取光信号调制电路的相移差；根据直流相移因子、一次和值相移因子、一次差值相移因子、二次和值相移因子、二次差值相移因子、一次余弦谐波、三次和值相移因子、三次差值相移因、二次余弦谐波以及所述相移差的正弦值，计算出啁啾分子部分；根据所述直流相移因子、所述一次和值相移因子、所述一次差值相移因子、所述二次和值相移因子、所述二次差值相移因子、所述一次余弦谐波、所述三次和值相移因子、所述三次差值相移因子、所述二次余弦谐波以及所述相移差的余弦值，计算出啁啾分母部分；以及用所述啁啾分子部分与所述啁啾分母部分相比，并对所得到的比值在时域上进行积分，得到所述啁啾参数。
在本发明的一些实施例中，所述计算模块23，具体用于根据所述直流相移因子、所述一次和值相移因子、所述一次差值相移因子以及所述相移差的正弦值，计算出所述一次啁啾分子；利用所述直流相移因子、所述二次和值相移因子、所述二次差值相移因子、所述相移差的正弦值以及所述一次余弦谐波，计算出二次啁啾分子；根据所述直流相移因子、所述三次和值相移因子、所述三次差值相移因子、所述相移差的正弦值以及所述二次余弦谐波，计算出三次啁啾分子；对所述一次啁啾分子、所述二次啁啾分子和所述三次啁啾分子进行累加，得到所述啁啾分子部分。
在本发明的一些实施例中，所述计算模块23，具体用于根据所述直流相移因子、所述一次和值相移因子、所述一次差值相移因子以及所述相位差的余弦值，计算出一次啁啾分母；利用所述直流相移因子、所述二次和值相移因子、所述二次差值相移因子、所述相位差的余弦值以及所述一次余弦谐波，计算出二次啁啾分母；根据所述直流相移因子、所述三次和值相移因子、所述三次差值相移因子、所述相位差的余弦值以及所述二次余弦谐波，计算出三次啁啾分母；对所述一次啁啾分母、所述二次啁啾分母以及所述三次啁啾分母进行累加，得到所述啁啾分母部分。
在本发明的一些实施例中，所述计算模块23，还用于获取预设光复场强度模型和预设啁啾计算模型；对所述预设光复场强度模型进行展开并化简，得到所述调制光信号的瞬时光强函数和瞬时相位函数；将所述预设啁啾计算模型、所述瞬时光强函数和所述瞬时相位函数合并化简，得到瞬时啁啾测量模型；以及对所述瞬时啁啾测量模型进行积分，得到所述预设啁啾测量模型。
在本发明的一些实施例中，图11为本发明实施例提出的一种啁啾测量装置的组成结构示意图，如图11所示，本发明提出的一种啁啾测量装置可以包括处理器01、存储有处理器01可执行指令的存储器02。其中，处理器01用于执行存储器中存储的可执行啁啾测量指令，以实现本发明实施例提供的一种啁啾测量方法。
在本发明的实施例中，上述处理器01可以为特定用途集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、数字信号处理装置(Digital Signal Processing Device，DSPD)、可编程逻辑装置(ProgRAMmable Logic Device，PLD)、现场可编程门阵列(Field ProgRAMmable GateArray，FPGA)、CPU、控制器、微控制器、微处理器中的至少一种。可以理解地，对于不同的设备，用于实现上述处理器功能的电子器件还可以为其它，本发明实施例不作具体限定。该终端还包括存储器02，该存储器02可以与处理器01连接，其中，存储器02可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器，例如，至少两个磁盘存储器。
在实际应用中，上述存储器02可以是易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(Random-Access Memory，RAM)；或者非易失性存储器(non-volatile memory)，例如只读存储器(Read-Only Memory，ROM)，快闪存储器(flash memory)，硬盘(Hard DiskDrive，HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive，SSD)；或者上述种类的存储器的组合，并向处理器01提供指令和数据。
另外，在本实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并非作为独立的产品进行销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中，基于这样的理解，本实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或processor(处理器)执行本实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器、随机存取存储器、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行啁啾测量指令，应用于啁啾测量装置中，该程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的一种啁啾测量方法。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的实现流程示意图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程示意图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及实现流程示意图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在实现流程示意图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在实现流程示意图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在实现流程示意图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本公开的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
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