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全光微波信號(hào)發(fā)生器的制造方法

文檔序號(hào):7015733閱讀:348來源:國(guó)知局
全光微波信號(hào)發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全光微波信號(hào)發(fā)生器,半導(dǎo)體光放大器(1)與三端口光環(huán)形器端口二(2b)連接、三端口光環(huán)形器端口三(2c)與光梳狀濾波器(3)的輸入連接、光梳狀濾波器(3)的輸出與光延時(shí)線(4)的輸入連接、光延時(shí)線(4)的輸出與偏振控制器A(5)連接、偏振控制器A(5)的另一端與光耦合器A端口一(6a)連接、光耦合器A端口二(6b)與半導(dǎo)體光放大器(1)連接、光耦合器A端口三(6c)與摻鉺光纖放大器(7)的輸入連接、摻鉺光纖放大器(7)的輸出與偏振控制器B(8)連接、偏振控制器B(8)的另一端與光耦合器B端口一(9a)連接、光耦合器B端口二(9b)與三端口光環(huán)形器端口一(2a)連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧、成本低廉、性能穩(wěn)定、使用方便,而且能產(chǎn)生兩個(gè)或多個(gè)相位鎖定的光頻率的特點(diǎn)。
【專利說明】全光微波信號(hào)發(fā)生器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波【技術(shù)領(lǐng)域】,尤其涉及一種全光微波信號(hào)發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]全光微波信號(hào)發(fā)生器是一種通過純光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生光子微波信號(hào)的裝置,其普遍實(shí)現(xiàn)方式是產(chǎn)生兩個(gè)相位鎖定的光頻率,它們可作為光微波副載波直接在光纖中傳輸,也可以加載信號(hào)形成光載無線信號(hào),還可以通過光電轉(zhuǎn)換直接產(chǎn)生電微波信號(hào)。這種微波信號(hào)發(fā)生器在光載無線系統(tǒng),寬帶無線接入,雷達(dá)系統(tǒng),傳感網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域有著重要的作用。
[0003]目前報(bào)道的全光微波信號(hào)發(fā)生器主要有以下兩種:
一種是雙波長(zhǎng)激光器,它是在諧振腔內(nèi)放置一個(gè)具有雙透射峰的光學(xué)濾波器實(shí)現(xiàn)兩個(gè)波長(zhǎng)的激光激射。這里的雙峰透射的光學(xué)濾波器多為相移光纖布拉格光柵。這種全光微波信號(hào)發(fā)生器沒有反饋結(jié)構(gòu),激射的兩個(gè)激光間沒有穩(wěn)定的相位關(guān)系,從而產(chǎn)生的微波信號(hào)質(zhì)量很差。
[0004]一種是微波光子濾波的全光微波信號(hào)發(fā)生器,它是在環(huán)形諧振腔內(nèi)放置一個(gè)微波光子濾波器產(chǎn)生兩個(gè)相位鎖定的光頻率,但是微波光子濾波器結(jié)構(gòu)復(fù)雜需要寬譜光源、梳狀光譜切片濾波器,半導(dǎo)體激光放大器等多種器件,增大了整個(gè)微波信號(hào)發(fā)生器的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述缺點(diǎn)而提出的一種具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧、成本低廉、性能穩(wěn)定、使用方便,而且能產(chǎn)生兩個(gè)或多個(gè)相位鎖定的光頻率的全光微波信號(hào)發(fā)生器。
[0006]本發(fā)明的目的及解決其主要技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明的一種全光微波信號(hào)發(fā)生器,包括半導(dǎo)體光放大器、三端口光環(huán)形器、光梳狀濾波器、光延時(shí)線、偏振控制器A、光稱合器A、摻鉺光纖放大器、偏振控制器B和光稱合器B,其中:半導(dǎo)體光放大器與三端口光環(huán)形器端口 二連接、三端口光環(huán)形器端口三與光梳狀濾波器的輸入連接、光梳狀濾波器的輸出與光延時(shí)線的輸入連接、光延時(shí)線的輸出與偏振控制器A連接、偏振控制器A的另一端與光稱合器A端口 一連接、光稱合器A端口 二與半導(dǎo)體光放大器連接、光率禹合器A端口三與摻鉺光纖放大器的輸入連接、摻鉺光纖放大器的輸出與偏振控制器B連接、偏振控制器B的另一端與光耦合器B端口 一連接、光耦合器B端口 二與三端口光環(huán)形器端口一連接。
[0007]上述的全光微波信號(hào)發(fā)生器,其中:光稱合器A端口一和光稱合器A端口二為一對(duì)直通臂,光耦合器B (9)的端口一和光耦合器B的端口二為一對(duì)直通臂。
[0008]上述的全光微波信號(hào)發(fā)生器,其特征在于:光梳狀濾波器為光法布里一珀羅(F-P)濾波器、光纖微環(huán)或娃基微環(huán)波導(dǎo)。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有明顯優(yōu)勢(shì),從以上技術(shù)方案可知:帶有反饋回路的諧振腔諧振腔會(huì)激發(fā)出由環(huán)路長(zhǎng)度所決定的一系列波長(zhǎng)間隔為Λ11的光模式,這些光模式被環(huán)路內(nèi)的光梳狀濾波器進(jìn)一步選模。若光梳狀濾波器具有波長(zhǎng)間隔為△ 12的濾波特性,則共同滿足諧振腔和光梳狀濾波器的光模式將得以循環(huán)。通常情況下,Λ11<< Λ 12,因此,可以恰當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)腔長(zhǎng),使得ηΧ Λ11=Λ12,也即,最終循環(huán)振蕩的模式間隔可以為Λ 12(以下均考慮這種情況)。此時(shí)產(chǎn)生的這些模式間沒有確定的相位關(guān)系,因此不能拍出穩(wěn)定微波信號(hào)。為了提高信號(hào)質(zhì)量,腔內(nèi)的一路信號(hào)被引出、放大后再次反饋?zhàn)⑷胫C振腔。反饋?zhàn)⑷氲男盘?hào)與諧振腔內(nèi)的信號(hào)相向通過半導(dǎo)體光放大器,此時(shí)諧振腔內(nèi)的信號(hào)通過半導(dǎo)體光放大器中的非線性效應(yīng)得到調(diào)制。通過這種反饋調(diào)制過程,并仔細(xì)調(diào)節(jié)腔內(nèi)光延時(shí)線以調(diào)節(jié)模式間的相位,諧振腔內(nèi)的光模式間的相位將得到鎖定,最終輸出穩(wěn)定且具有良好質(zhì)量的光微波信號(hào)。無需外加光源,沒有光電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換,具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧、成本低廉、性能穩(wěn)定、使用方便,而且能產(chǎn)生兩個(gè)或多個(gè)相位鎖定的光頻率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為實(shí)施例1的示意圖 圖2為實(shí)施例2的示意圖
圖3為實(shí)施例3的示意圖。
[0011]圖中標(biāo)記:
1、半導(dǎo)體光放大器;2、三端口光環(huán)形器;2a、三端口光環(huán)形器端口一 ;2b、三端口光環(huán)形器端口二 ;2c、三端口光環(huán)形器端口三;3、光梳狀濾波器;4、光延時(shí)線;5、偏振控制器A ;
6、光稱合器A ;6a、光稱合器A端口一 ;6b、光稱合器A端口二 ;6c、光稱合器A端口三;6d、光率禹合器A端口四;7、摻鉺光纖放大器;8、偏振控制器B ;9、光稱合器B ;9a、光稱合器B端口一 ;%、光耦合器B端口二 ;9c、光耦合器B端口三。
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例對(duì)依`據(jù)本發(fā)明提出的全光微波信號(hào)發(fā)生器的【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效具體說明如下:
實(shí)施例1
參照?qǐng)D1,全光微波信號(hào)發(fā)生器,包括半導(dǎo)體光放大器1、三端口光環(huán)形器2、光梳狀濾波器3、光延時(shí)線4、偏振控制器A5、光稱合器A6、摻鉺光纖放大器7、偏振控制器B8和光率禹合器B9,其中:半導(dǎo)體光放大器I與三端口光環(huán)形器端口二 2b連接、三端口光環(huán)形器端口三2c與光梳狀濾波器3的輸入連接、光梳狀濾波器3的輸出與光延時(shí)線4的輸入連接、光延時(shí)線4的輸出與偏振控制器A5連接、偏振控制器A5的另一端與光稱合器A端口一 6a連接、光稱合器A端口二 6b與半導(dǎo)體光放大器I連接、光稱合器A端口三6c與摻鉺光纖放大器7的輸入連接、摻鉺光纖放大器7的輸出與偏振控制器B8連接、偏振控制器B8的另一端與光耦合器B端口一 9a連接、光耦合器B端口二 9b與三端口光環(huán)形器端口一 2a連接。
[0013]其中光梳狀濾波器3為光法布里一珀羅(F-P)濾波器。
[0014]所述的光稱合器A端口一 6a和光稱合器A端口二 6b為一對(duì)直通臂,光稱合器B9的端口一 9a和光稱合器B9的端口二 9b為一對(duì)直通臂。
[0015]工作原理:整個(gè)環(huán)形諧振腔會(huì)激發(fā)出由環(huán)路長(zhǎng)度所決定的一系列波長(zhǎng)間隔為Δ11的光模式,這些光模式被環(huán)路內(nèi)的光法布里一拍羅(F-P)濾波器進(jìn)一步選模。若光法布里一珀羅(F-P)濾波器具有波長(zhǎng)間隔為Λ 12的濾波特性,則共同滿足諧振腔和光法布里一珀羅(F-P)濾波器的光模式將得以循環(huán),產(chǎn)生一系列間隔為Λ 12的模式。與此同時(shí),腔內(nèi)的一路信號(hào)通過光耦合器Α6的耦合臂上的端口二 6c引出、經(jīng)由摻鉺光纖放大器7放大后通過三端口光環(huán)形器2的端口一 2a反饋?zhàn)⑷胫C振腔。反饋?zhàn)⑷氲男盘?hào)與環(huán)形諧振腔內(nèi)的信號(hào)相向通過半導(dǎo)體光放大器1,此時(shí)環(huán)形諧振腔內(nèi)的信號(hào)通過半導(dǎo)體光放大器I中的非線性效應(yīng)得到調(diào)制。通過這種反饋調(diào)制過程,并仔細(xì)調(diào)節(jié)腔內(nèi)光延時(shí)線4以調(diào)節(jié)模式間的相位,諧振腔內(nèi)的光模式間的相位將得到鎖定,最終得到兩個(gè)或多個(gè)相位相互鎖定的光頻率,由光I禹合器B9的端口三9c輸出穩(wěn)定且具有良好質(zhì)量的光微波信號(hào)。
[0016]實(shí)施例2
參照?qǐng)D2全光微波信號(hào)發(fā)生器,其中光梳狀濾波器3為光纖微環(huán)。
[0017]其余同實(shí)施例1。
[0018]工作原理:整個(gè)環(huán)形諧振腔會(huì)激發(fā)出由環(huán)路長(zhǎng)度所決定的一系列波長(zhǎng)間隔為Δ11的光模式,這些光模式被環(huán)路內(nèi)的光纖微環(huán)進(jìn)一步選模。若光纖微環(huán)具有波長(zhǎng)間隔為Λ 12的濾波特性,則共同滿足諧振腔和光纖微環(huán)的光模式將得以循環(huán),產(chǎn)生一系列間隔為Δ12的模式。其余同實(shí)施例1
實(shí)施例3
參照?qǐng)D3全光微波信號(hào)發(fā)生器,其中光梳狀濾波器3為硅基微環(huán)波導(dǎo)。
[0019]其余同實(shí)施例1。
[0020]工作原理:整個(gè)環(huán)形諧振腔會(huì)激發(fā)出由環(huán)路長(zhǎng)度所決定的一系列波長(zhǎng)間隔為Δ11的光模式,這些光模式被環(huán)路內(nèi)的娃基微環(huán)波導(dǎo)進(jìn)一步選模。若娃基微環(huán)波導(dǎo)具有波長(zhǎng)間隔為Λ12的濾波特性,則共同滿足諧振腔和硅基微環(huán)波導(dǎo)的光模式將得以循環(huán),產(chǎn)生一系列間隔為Λ 12的模式。其余同實(shí)施例1。
[0021]本發(fā)明所述并不限于【具體實(shí)施方式】中所述的實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案得出其它的實(shí)施方式,同樣屬于本發(fā)明的技術(shù)創(chuàng)新范圍。顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣,倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種全光微波信號(hào)發(fā)生器,包括半導(dǎo)體光放大器(I)、三端口光環(huán)形器(2)、光梳狀濾波器(3)、光延時(shí)線(4)、偏振控制器A (5)、光稱合器A (6)、摻鉺光纖放大器(7)、偏振控制器B (8)和光耦合器B (9),其特征在于:半導(dǎo)體光放大器(I)與三端口光環(huán)形器端口二(2b )連接、三端口光環(huán)形器端口三(2c )與光梳狀濾波器(3 )的輸入連接、光梳狀濾波器(3 )的輸出與光延時(shí)線(4)的輸入連接、光延時(shí)線(4)的輸出與偏振控制器A (5)連接、偏振控制器A (5)的另一端與光稱合器A端口一(6a)連接、光稱合器A端口二(6b)與半導(dǎo)體光放大器(I)連接、光稱合器A端口三(6c)與摻鉺光纖放大器(7 )的輸入連接、摻鉺光纖放大器(7)的輸出與偏振控制器B (8)連接、偏振控制器B (8)的另一端與光稱合器B端口一(9a)連接、光耦合器B端口二(9b)與三端口光環(huán)形器端口一( 2a)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的全光微波信號(hào)發(fā)生器,其特征在于:光稱合器A端口一(6a)和光率禹合器A端口二(6b)為一對(duì)直通臂,光稱合器B (9)的端口一(9a)和光稱合器B (9)的端口二(9b)為一對(duì)直通臂。
3.如權(quán)利要求1所述的全光微波信號(hào)發(fā)生器,其特征在于:光梳狀濾波器(3)為光法布里一拍羅(F-P)濾波器、光纖微環(huán)或娃基微環(huán)波導(dǎo)。
【文檔編號(hào)】H01S1/02GK103701012SQ201310734600
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月27日
【發(fā)明者】江陽, 馬闖, 蔡紹洪, 白光富 申請(qǐng)人:貴州大學(xué)
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