專利名稱:一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置制造方法
【專利摘要】一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置，解決了傳統(tǒng)基于光纖毫米波發(fā)生裝置集成度低，成本較高的問題；該裝置僅利用一個泵浦源以及一根雙芯光纖，通過對雙纖芯進行光柵刻寫即可實現(xiàn)毫米波生成，不僅控制了成本而且極大提高了系統(tǒng)集成度；特別適用光纖通信、光纖傳感、微波光子、Radio over Fiber(RoF)等領(lǐng)域。
【專利說明】一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種毫米波發(fā)生裝置，適用于光纖微波通信(RoF:Rad1 on/overFiber)、微波光子、光纖激光器、光纖傳感和雷達【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動通信的迅猛發(fā)展和3G技術(shù)在國際上的實用化，移動無線接入正向著寬帶寬、高速接入的第三代移動通信技術(shù)(3G)發(fā)展。然而，當前微波以下的頻段均被占用，集中了大多數(shù)業(yè)務(wù)的3GHz以下頻段也早已擁擠不堪，無線頻譜資源缺乏的局限越來越突出。為了提高無線通信系統(tǒng)的容量，避免信道擁擠和相互干擾，就要求提高其工作頻率，向更高頻率的毫米波段擴展。但是無線信號易受大氣環(huán)境的影響，不能實現(xiàn)長距離的傳輸。為了解決上述問題，實現(xiàn)超長距離的傳輸，提出了把光纖通信和微波通信結(jié)合的光纖微波通信ROF(Rad1 Over Fiber)技術(shù)。在ROF系統(tǒng)中，用光纖代替大氣作為傳輸媒質(zhì)來傳輸信號，中心站通過光纖與多個功能簡單的基站相連。所有的處理功能在中心站完成，基站端只保留光電轉(zhuǎn)換、濾波和放大功能。相比于傳統(tǒng)基于電子設(shè)備的微波信號傳輸系統(tǒng)，微波光子鏈路的最大優(yōu)勢是減小了體積、重量及成本、抗電磁輻射、串擾小、調(diào)諧方便、大帶寬。
[0003]盡可能低成本地實現(xiàn)毫米波的生成技術(shù)是提高ROF系統(tǒng)性能的關(guān)鍵技術(shù)。目前，已提出的光毫米波的產(chǎn)生的方法有直接調(diào)制、外調(diào)制和光外差方法等。其中光外差以其優(yōu)異的性能成為光載毫米波生成的有效方法。光外差技術(shù)主要基于光學拍頻，它的原理是:當兩個不同波長的光波同時經(jīng)過一個光電探測器時，探測器的輸出將產(chǎn)生一個頻率的毫米波，而且該頻率為兩個光波頻率之差。中國專利申請?zhí)?00810225447.3提出了一種基于雙光纖光柵結(jié)構(gòu)的微波、毫米波發(fā)生裝置，此裝置除了利用兩根光纖以外還要外接光纖環(huán)形器不僅工藝較為復(fù)雜而且加大了系統(tǒng)損耗，不利于系統(tǒng)集成。中國專利申請?zhí)朇N200710176999.5提出了一種利用線型腔雙波長光纖激光產(chǎn)生微波毫米波發(fā)生裝置，該裝置需采用兩個泵浦源進行同時泵浦，系統(tǒng)成本偏高。中國專利申請?zhí)朇N200710179426.8提出了一種線性腔保偏光纖激光器產(chǎn)生微波、毫米波的裝置，該裝置使用保偏光纖激光器直接產(chǎn)生毫米波，雖然集成度較高，但保偏光纖價格昂貴，因此不利于降低系統(tǒng)成本。利用本文提出的方法，可以在單泵浦情況下，僅利用一根纖芯刻有光纖的雙芯光纖即可產(chǎn)生毫米波，不僅集成度高，而且極大程度的降低了系統(tǒng)成本。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是:傳統(tǒng)基于光纖的光毫米波發(fā)生裝置集成度低，成本較高的問題。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案為:
[0006]一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置，其特征在于:該裝置利用一個泵浦源，對有源雙芯光纖進行泵浦，通過在雙芯光纖兩個纖芯不同點位刻寫光柵，生成雙波長激光，最后使用光電探測器，對雙波長激光進行拍頻，實現(xiàn)毫米波生成；
[0007]其裝置包括:泵浦源，I X 2光纖分光器，雙芯光纖，纖芯一，纖芯二，纖芯一上光柵一，纖芯一上光柵二，纖芯二上光柵一，纖芯二上光柵二，2X I光纖合束器，光電探測器；
[0008]具體連接方式為:泵浦源的輸出端連接I X 2光纖分光器的輸入端，I X 2光纖分光器的輸出端分別連接雙芯光纖的纖芯一和纖芯二的輸入端，在纖芯一上刻寫纖芯一上光柵一和纖芯一上光柵二，在纖芯二上刻寫纖芯二上光柵一和纖芯二上光柵二，雙芯光纖的纖芯一和纖芯二的輸出端連接2X I光纖合束器的兩個輸入端，2X I光纖合束器的輸出端連接光電探測器的輸入端；
[0009]所刻寫光柵要求為:纖芯一上光柵一和纖芯一上光柵二的反射波長相同，纖芯二上光柵一和纖芯二上光柵二的反射波長相同但不等于纖芯一上光柵一和纖芯一上光柵二的反射波長；
[0010]本實用新型的有益效果具體如下:
[0011]本實用新型所述的一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置，僅利用一個泵浦源以及一根雙芯光纖，通過對雙纖芯進行光柵刻寫即可實現(xiàn)毫米波生成，不僅控制了成本而且極大提高了系統(tǒng)集成度，解決了傳統(tǒng)基于光纖毫米波發(fā)生裝置集成度低，成本較高的問題。

【附圖說明】

[0012]圖1為一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置作進一步描述。
[0014]實施方式一:
[0015]一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置，如圖1所示其裝置包括:泵浦源1，1X2光纖分光器2，雙芯光纖3，纖芯一 31，纖芯二 32，纖芯一上光柵一 311，纖芯一上光柵二 312，纖芯二上光柵一 321，纖芯二上光柵二 322，2 X I光纖合束器4，光電探測器5 ；
[0016]具體連接方式為:泵浦源I的輸出端連接I X 2光纖分光器2的輸入端，I X 2光纖分光器2的輸出端分別連接雙芯光纖3的纖芯一 31和纖芯二 32的輸入端，在纖芯一 31上刻寫纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312，在纖芯二上刻寫纖芯二上光柵一 321和纖芯二上光柵二 322，雙芯光纖3的纖芯一 31和纖芯二 32的輸出端連接2X1光纖合束器4的兩個輸入端，2 X I光纖合束器4的輸出端連接光電探測器5的輸入端；
[0017]所刻寫光柵要求為:纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312的反射波長相同，纖芯二上光柵一 321和纖芯二上光柵二 322的反射波長相同但不等于纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二(312)的反射波長；
[0018]本實施例中，泵浦源I的工作波長為980nm，1X2光纖分光器2為市售普通光纖分光器，雙芯光纖3為有源雙芯光纖，纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312的反射波長相同為1550nm,纖芯二上光柵一 321，纖芯二上光柵二 322的反射波長相同為1550.6nm,2Xl光纖合束器4為市售普通光纖合束器，經(jīng)過光電探測器5，可生成75GHz毫米波。
[0019]實施方式二:
[0020]一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置，如圖1所示其裝置包括:泵浦源1，1X2光纖分光器2，雙芯光纖3，纖芯一 31，纖芯二 32，纖芯一上光柵一 311，纖芯一上光柵二 312，纖芯二上光柵一 321，纖芯二上光柵二 322，2 X I光纖合束器4，光電探測器5 ；
[0021]具體連接方式為:泵浦源I的輸出端連接I X 2光纖分光器2的輸入端，I X 2光纖分光器2的輸出端分別連接雙芯光纖3的纖芯一 31和纖芯二 32的輸入端，在纖芯一 31上刻寫纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312，在纖芯二上刻寫纖芯二上光柵一 321和纖芯二上光柵二 322，雙芯光纖3的纖芯一 31和纖芯二 32的輸出端連接2X1光纖合束器4的兩個輸入端，2 X I光纖合束器4的輸出端連接光電探測器5的輸入端；
[0022]所刻寫光柵要求為:纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312的反射波長相同，纖芯二上光柵一 321和纖芯二上光柵二 322的反射波長相同但不等于纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二(312)的反射波長；
[0023]本實施例中，泵浦源I的工作波長為980nm，1X2光纖分光器2為市售普通光纖分光器，雙芯光纖3為有源雙芯光纖，纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312的反射波長相同為1549nm,纖芯二上光柵一 321，纖芯二上光柵二 322的反射波長相同為1549.8nm,2Xl光纖合束器4為市售普通光纖合束器，經(jīng)過光電探測器5，可生成10GHz毫米波。
[0024]實施方式三:
[0025]一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置，如圖1所示其裝置包括:泵浦源1，1X2光纖分光器2，雙芯光纖3，纖芯一 31，纖芯二 32，纖芯一上光柵一 311，纖芯一上光柵二 312，纖芯二上光柵一 321，纖芯二上光柵二 322，2 X I光纖合束器4，光電探測器5 ；
[0026]具體連接方式為:泵浦源I的輸出端連接I X 2光纖分光器2的輸入端，I X 2光纖分光器2的輸出端分別連接雙芯光纖3的纖芯一 31和纖芯二 32的輸入端，在纖芯一 31上刻寫纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312，在纖芯二上刻寫纖芯二上光柵一 321和纖芯二上光柵二 322，雙芯光纖3的纖芯一 31和纖芯二 32的輸出端連接2X1光纖合束器4的兩個輸入端，2 X I光纖合束器4的輸出端連接光電探測器5的輸入端；
[0027]所刻寫光柵要求為:纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312的反射波長相同，纖芯二上光柵一 321和纖芯二上光柵二 322的反射波長相同但不等于纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二(312)的反射波長；
[0028]本實施例中，泵浦源I的工作波長為980nm，I X 2光纖分光器2為市售普通光纖分光器，雙芯光纖3為有源雙芯光纖，纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312的反射波長相同為1549nm，纖芯二上光柵一 321，纖芯二上光柵二 322的反射波長相同為1550nm，2X I光纖合束器4為市售普通光纖合束器，經(jīng)過光電探測器5，可生成125GHz毫米波。
[0029]實施方式四:
[0030]一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置，如圖1所示其裝置包括:泵浦源1，1X2光纖分光器2，雙芯光纖3，纖芯一 31，纖芯二 32，纖芯一上光柵一 311，纖芯一上光柵二 312，纖芯二上光柵一 321，纖芯二上光柵二 322，2 X I光纖合束器4，光電探測器5 ；
[0031]具體連接方式為:泵浦源I的輸出端連接I X 2光纖分光器2的輸入端，I X 2光纖分光器2的輸出端分別連接雙芯光纖3的纖芯一 31和纖芯二 32的輸入端，在纖芯一 31上刻寫纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312，在纖芯二上刻寫纖芯二上光柵一 321和纖芯二上光柵二 322，雙芯光纖3的纖芯一 31和纖芯二 32的輸出端連接2X1光纖合束器4的兩個輸入端，2 X I光纖合束器4的輸出端連接光電探測器5的輸入端；
[0032]所刻寫光柵要求為:纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312的反射波長相同，纖芯二上光柵一 321和纖芯二上光柵二 322的反射波長相同但不等于纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二(312)的反射波長；
[0033]本實施例中，泵浦源I的工作波長為980nm，I X 2光纖分光器2為市售普通光纖分光器，雙芯光纖3為有源雙芯光纖，纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312的反射波長相同為1549nm，纖芯二上光柵一 321，纖芯二上光柵二 322的反射波長相同為1551nm，2X I光纖合束器4為市售普通光纖合束器，經(jīng)過光電探測器5，可生成250GHz毫米波。
[0034]以上所述實施方案僅為本實用新型的較佳實施例，并非用于限定本實用新型的保護范圍，應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在本發(fā)明公開的內(nèi)容上，還可以做出若干等同變形和替換，毫米波的范圍也不限于75-250GHZ，這些等同變形和替換以及頻率范圍的調(diào)整也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置，其裝置包括:泵浦源(I)，1X2光纖分光器(2)，雙芯光纖(3)，纖芯一(31)，纖芯二(32)，纖芯一上光柵一(311)，纖芯一上光柵二(312)，纖芯二上光柵一(321)，纖芯二上光柵二(322)，2X1光纖合束器(4)，光電探測器(5)； 具體連接方式為:泵浦源(I)的輸出端連接1X2光纖分光器(2)的輸入端，1X2光纖分光器(2)的輸出端分別連接雙芯光纖(3)的纖芯一(31)和纖芯二(32)的輸入端，在纖芯一(31)上刻寫纖芯一上光柵一(311)和纖芯一上光柵二(312)，在纖芯二上刻寫纖芯二上光柵一(321)和纖芯二上光柵二(322)，雙芯光纖(3)的纖芯一(31)和纖芯二(32)的輸出端連接2X1光纖合束器(4)的兩個輸入端，2X1光纖合束器(4)的輸出端連接光電探測器(5)的輸入端； 所刻寫光柵要求為:纖芯一上光柵一(311)和纖芯一上光柵二(312)的反射波長相同，纖芯二上光柵一(321)和纖芯二上光柵二(322)的反射波長相同但不等于纖芯一上光柵一(311)和纖芯一上光柵二(312)的反射波長。
【文檔編號】H04B10-50GK204272126SQ201420741284
【發(fā)明者】陳宏堯, 李晶, 寧提綱, 張嬋, 袁瑾 [申請人]北京交通大學