專利名稱：基于三角形譜光纖光柵直接調(diào)制直接檢波生成毫米波裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及光纖通信、毫米波光學生成技術領域，具體地講是一種基于三角形譜
光纖光柵直接調(diào)制直接檢波生成毫米波裝置。
背景技術：
毫米波生成問題是微波光子科學中的一項核心技術，也是寬帶無線R0F技術的基
礎問題，圍繞毫米波的生成問題，由于毫米波本身工作頻段很高(30 300GHz)，實驗設備
均要求工作于毫米波頻段，這些往往造價昂貴以及維護成本高，因此毫米波生成技術的研
究重點在于利用相對低廉的技術成本產(chǎn)生較為穩(wěn)定的射頻毫米波信號，現(xiàn)有的毫米波產(chǎn)生
方法，有直接調(diào)制直接檢波法、諧波產(chǎn)生方法、光學外差法等，其中直接調(diào)制直接檢波法受
光纖色散影響產(chǎn)生的毫米波存在周期性衰落問題，若要解決這個問題可以采用抑制載波
(0CS)調(diào)制和單邊帶(SSB)調(diào)制技術，需要特殊結構調(diào)制器或者采用光纖光柵的反射濾波
特性實現(xiàn)這些功能，從系統(tǒng)成本方面考慮，采用光纖光柵是一個不錯的選擇，但是普通光纖
光柵要實現(xiàn)抑制載波調(diào)制或單邊帶調(diào)制需要精確調(diào)制反射中心波長，特別對于多用戶波分
復用系統(tǒng)，普通光纖光柵實現(xiàn)抑制載波調(diào)制或單邊帶調(diào)制往往缺乏靈活性。 三角形譜光纖光柵即三角形Bragg光柵，或者稱之為三角形布拉格光纖光柵屬于
非線性啁啾光纖光柵，其特性是在其帶寬范圍內(nèi)，反射率與入射光波長的改變在一定波長
范圍內(nèi)成線性關系。利用三角形譜光纖光柵的這一特性可以用做可調(diào)節(jié)衰減器(專利號
200810224238. 7， 一種基于三角形光纖光柵的一體化色散補償和可調(diào)衰減器)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，克服直接調(diào)制直接檢波法所存在的問題，并充分
利用三角形譜光纖光柵的三角形譜特性，提供一種基于三角形譜光纖光柵直接調(diào)制直接檢
波生成毫米波裝置。 本發(fā)明的技術方案 基于三角形譜光纖光柵直接調(diào)制直接檢波生成毫米波裝置，該裝置包括激光器、
強度調(diào)制器、毫米波本振源、三角形譜光纖光柵和光電探測器；具體連接方式為 激光器的輸出端接強度調(diào)制器的光輸入端，毫米波本振源的輸出端接強度調(diào)制器
的電調(diào)制端，強度調(diào)制器的光輸出端接三角形譜光纖光柵的一端，三角形譜光纖光柵的另
一端接光電探測器； 三角形譜光纖光柵的反射率與入射光波長呈正比或反比關系。 所述的強度調(diào)制器輸出的雙邊帶調(diào)制信號包括左邊帶、載頻、右邊帶； 當三角形譜光纖光柵的反射率與入射光波長呈正比關系時，右邊帶經(jīng)歷更大的衰
減而被抑制，由三角形譜光纖光柵輸出為單邊帶信號； 當三角形譜光纖光柵的反射率與入射光波長呈反比關系時，左邊帶經(jīng)歷更大的衰 減而被抑制，由三角形譜光纖光柵輸出為單邊帶信號。
本發(fā)明的有益效果具體如下 發(fā)明采用三角形譜光纖光柵，對普遍采用的直接調(diào)制直接檢波法進行改進，利用 三角形譜光纖光柵的譜特性，無需對光纖光柵進行波長精確的對準，同時能夠抑制雙邊帶 調(diào)制信號的其中一個邊帶，實現(xiàn)單邊帶調(diào)制，從而克服因光纖色散導致的毫米波信號周期 性衰落。整個系統(tǒng)僅由一個激光器、一個強度調(diào)制器、一個毫米波本振源、一個三角形譜光 纖光柵以及一個光電探測器組成，具有較為廉價的構建成本，此技術能夠應用于多用戶的 波分復用系統(tǒng)中。


圖1基于三角形譜光纖光柵直接調(diào)制直接檢波生成毫米波裝置結構圖。 圖2采用的三角形譜光纖光柵的透射譜(反射率與入射光波長呈正比關系) 圖3實施例一中強度調(diào)制器輸出的雙邊帶調(diào)制信號示意圖。 圖4實施例一中三角形譜光纖光柵輸出的單邊帶調(diào)制信號示意圖。 圖5實施例二中強度調(diào)制器輸出的雙邊帶調(diào)制信號示意圖。 圖6實施例二中三角形譜光纖光柵輸出的單邊帶調(diào)制信號示意圖。 圖7采用的三角形譜光纖光柵的透射譜(反射率與入射光波長呈反比關系) 圖8實施例三中強度調(diào)制器輸出的雙邊帶調(diào)制信號示意圖。 圖9實施例三中三角形譜光纖光柵輸出的單邊帶調(diào)制信號示意圖。 圖10實施例四中強度調(diào)制器輸出的雙邊帶調(diào)制信號示意圖。 圖11實施例四中三角形譜光纖光柵輸出的單邊帶調(diào)制信號示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖1至11對基于三角形譜光纖光柵直接調(diào)制直接檢波生成毫米波裝
置作進一步描述。 實施例一 基于三角形譜光纖光柵直接調(diào)制直接檢波生成毫米波裝置，如圖1所示，該裝置 包括激光器1、強度調(diào)制器2、毫米波本振源3、三角形譜光纖光柵4和光電探測器5 ;具體 連接方式為 激光器1的輸出端接強度調(diào)制器2的光輸入端，毫米波本振源3的輸出端接強度 調(diào)制器2的電調(diào)制端，強度調(diào)制器2的光輸出端接三角形譜光纖光柵4的一端，三角形譜光 纖光柵4的另一端接光電探測器5。 本實施例中毫米波本振源3頻率30GHz，激光器中心頻率1540nm，經(jīng)強度調(diào)制器2 調(diào)制后變成雙邊帶調(diào)制信號左邊帶21、載頻22、右邊帶23，如圖3所示。三角形譜光纖光 柵4的反射率與入射光波長呈正比關系，其透射譜如圖2所示，雙邊帶調(diào)制信號經(jīng)過三角形 譜光纖光柵4后，右邊帶23經(jīng)歷更大的衰減而被抑制如圖4，由三角形譜光纖光柵輸出為單 邊帶信號，經(jīng)光電探測器5探測到頻率為30GHz的毫米波電信號，該毫米波信號不存在信號 的周期性衰落問題。
實施例二 基于三角形譜光纖光柵直接調(diào)制直接檢波生成毫米波裝置，如圖1所示，該裝置
4包括激光器1、強度調(diào)制器2、毫米波本振源3、三角形譜光纖光柵4和光電探測器5 ;具體 連接方式為 激光器1的輸出端接強度調(diào)制器2的光輸入端，毫米波本振源3的輸出端接強度 調(diào)制器2的電調(diào)制端，強度調(diào)制器2的光輸出端接三角形譜光纖光柵4的一端，三角形譜光 纖光柵4的另一端接光電探測器5。 本實施例中毫米波本振源3頻率60GHz，激光器中心頻率1542nm，經(jīng)強度調(diào)制器 2調(diào)制后變成雙邊帶調(diào)制信號，左邊帶21、載頻22、右邊帶23，如圖5所示。三角形譜光纖 光柵4的反射率與入射光波長呈正比關系，其透射譜如圖2所示，經(jīng)過三角形譜光纖光柵4 后，右邊帶23經(jīng)歷更大的衰減而被抑制如圖6，由三角形譜光纖光柵輸出為單邊帶信號，光 電探測器5探測到頻率為60GHz的毫米波電信號，該毫米波信號不存在信號的周期性衰落 問題。 實施例三 基于三角形譜光纖光柵直接調(diào)制直接檢波生成毫米波裝置，如圖1所示，該裝置 包括激光器1、強度調(diào)制器2、毫米波本振源3、三角形譜光纖光柵4和光電探測器5 ;具體 連接方式為 激光器1的輸出端接強度調(diào)制器2的光輸入端，毫米波本振源3的輸出端接強度 調(diào)制器2的電調(diào)制端，強度調(diào)制器2的光輸出端接三角形譜光纖光柵4的一端，三角形譜光 纖光柵4的另一端接光電探測器5。 本實施例中毫米波本振源3頻率50GHz，激光器中心頻率1543nm，經(jīng)強度調(diào)制器 2調(diào)制后變成雙邊帶調(diào)制信號，左邊帶21、載頻22、右邊帶23，如圖8所示。三角形譜光纖 光柵4的反射率與入射光波長呈反比關系，其透射譜如圖7所示，經(jīng)過三角形譜光纖光柵4 后，左邊帶21經(jīng)歷更大的衰減而被抑制如圖9，由三角形譜光纖光柵輸出為單邊帶信號，光 電探測器5探測到頻率為50GHz的毫米波電信號，該毫米波信號不存在信號的周期性衰落 問題。 實施例四 基于三角形譜光纖光柵直接調(diào)制直接檢波生成毫米波裝置，如圖1所示，該裝置 包括激光器1、強度調(diào)制器2、毫米波本振源3、三角形譜光纖光柵4和光電探測器5 ;具體 連接方式為 激光器1的輸出端接強度調(diào)制器2的光輸入端，毫米波本振源3的輸出端接強度 調(diào)制器2的電調(diào)制端，強度調(diào)制器2的光輸出端接三角形譜光纖光柵4的一端，三角形譜光 纖光柵4的另一端接光電探測器5。 本實施例中毫米波本振源3頻率100GHz，激光器中心頻率1543. 5nm，經(jīng)強度調(diào)制 器2調(diào)制后變成雙邊帶調(diào)制信號，左邊帶21、載頻22、右邊帶23，如圖10所示。三角形譜光 纖光柵4的反射率與入射光波長呈反比關系，其透射譜如圖7所示，經(jīng)過三角形譜光纖光柵 4后，左邊帶21經(jīng)歷更大的衰減而被抑制，由三角形譜光纖光柵輸出的單邊帶信號如圖11， 光電探測器5探測到頻率為100GHz的毫米波電信號，該毫米波信號不存在信號的周期性衰 落問題。
權利要求
基于三角形譜光纖光柵直接調(diào)制直接檢波生成毫米波裝置，其特征在于該裝置包括激光器(1)、強度調(diào)制器(2)、毫米波本振源(3)、三角形譜光纖光柵(4)和光電探測器(5)；具體連接方式為激光器(1)的輸出端接強度調(diào)制器(2)的光輸入端，毫米波本振源(3)的輸出端接強度調(diào)制器(2)的電調(diào)制端，強度調(diào)制器(2)的光輸出端接三角形譜光纖光柵(4)的一端，三角形譜光纖光柵(4)的另一端接光電探測器(5)；三角形譜光纖光柵的反射率與入射光波長呈正比或反比關系。
2. 根據(jù)權利要求1所述的基于三角形譜光纖光柵直接調(diào)制直接檢波生成毫米波裝置，其特征在于強度調(diào)制器(2)輸出的雙邊帶調(diào)制信號包括左邊帶(21)、載頻(22)、右邊帶(23);當三角形譜光纖光柵(4)的反射率與入射光波長呈正比關系時，右邊帶(23)經(jīng)歷更大 的衰減而被抑制，由三角形譜光纖光柵(4)輸出為單邊帶信號；當三角形譜光纖光柵(4)的反射率與入射光波長呈反比關系時，左邊帶(21)經(jīng)歷更大 的衰減而被抑制，由三角形譜光纖光柵(4)輸出為單邊帶信號。
全文摘要
基于三角形譜光纖光柵直接調(diào)制直接檢波生成毫米波裝置，涉及光纖通信、毫米波光學生成技術領域。激光器(1)的輸出端接強度調(diào)制器(2)的光輸入端，毫米波本振源(3)的輸出端接強度調(diào)制器(2)的電調(diào)制端，強度調(diào)制器(2)的光輸出端接三角形譜光纖光柵(4)的一端，三角形譜光纖光柵(4)的另一端接光電探測器(5)，由強度調(diào)制器(2)輸出的雙邊帶調(diào)制信號含有左右兩個邊帶，經(jīng)過三角形譜光纖光柵(4)后，其中一個邊帶經(jīng)歷較大衰減被抑制，由三角形譜光纖光柵(4)輸出的信號為單邊帶調(diào)制信號，最后在光電探測器處差頻得到不受色散影響的毫米波信號。
文檔編號G02F1/35GK101738817SQ20091024194
公開日2010年6月16日 申請日期2009年12月16日 優(yōu)先權日2009年12月16日
發(fā)明者周倩, 寧提綱, 李晶, 祁春慧, 胡旭東, 裴麗 申請人:北京交通大學