全光微波信號發生器的製造方法
2023-06-03 07:14:31 2
全光微波信號發生器的製造方法
【專利摘要】本發明公開了一種全光微波信號發生器，半導體光放大器（1）與三埠光環形器埠二（2b）連接、三埠光環形器埠三（2c）與光梳狀濾波器（3）的輸入連接、光梳狀濾波器（3）的輸出與光延時線（4）的輸入連接、光延時線（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埠一（6a）連接、光耦合器A埠二（6b）與半導體光放大器（1）連接、光耦合器A埠三（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埠一（9a）連接、光耦合器B埠二（9b）與三埠光環形器埠一（2a）連接。本發明結構簡單、體積小巧、成本低廉、性能穩定、使用方便，而且能產生兩個或多個相位鎖定的光頻率的特點。
【專利說明】全光微波信號發生器
【技術領域】
[0001]本發明涉及微波【技術領域】，尤其涉及一種全光微波信號發生器。
【背景技術】
[0002]全光微波信號發生器是一種通過純光學系統結構產生光子微波信號的裝置，其普遍實現方式是產生兩個相位鎖定的光頻率，它們可作為光微波副載波直接在光纖中傳輸，也可以加載信號形成光載無線信號，還可以通過光電轉換直接產生電微波信號。這種微波信號發生器在光載無線系統，寬帶無線接入，雷達系統，傳感網絡等領域有著重要的作用。
[0003]目前報導的全光微波信號發生器主要有以下兩種:
一種是雙波長雷射器，它是在諧振腔內放置一個具有雙透射峰的光學濾波器實現兩個波長的雷射激射。這裡的雙峰透射的光學濾波器多為相移光纖布拉格光柵。這種全光微波信號發生器沒有反饋結構，激射的兩個雷射間沒有穩定的相位關係，從而產生的微波信號質量很差。
[0004]一種是微波光子濾波的全光微波信號發生器，它是在環形諧振腔內放置一個微波光子濾波器產生兩個相位鎖定的光頻率，但是微波光子濾波器結構複雜需要寬譜光源、梳狀光譜切片濾波器，半導體雷射放大器等多種器件，增大了整個微波信號發生器的成本。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於克服上述缺點而提出的一種具有結構簡單、體積小巧、成本低廉、性能穩定、使用方便，而且能產生兩個或多個相位鎖定的光頻率的全光微波信號發生器。
[0006]本發明的目的及解決其主要技術問題是採用以下技術方案來實現的:本發明的一種全光微波信號發生器，包括半導體光放大器、三埠光環形器、光梳狀濾波器、光延時線、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:半導體光放大器與三埠光環形器埠 二連接、三埠光環形器埠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線的輸入連接、光延時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埠 一連接、光稱合器A埠 二與半導體光放大器連接、光率禹合器A埠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埠 一連接、光耦合器B埠 二與三埠光環形器埠一連接。
[0007]上述的全光微波信號發生器,其中:光稱合器A埠一和光稱合器A埠二為一對直通臂，光耦合器B (9)的埠一和光耦合器B的埠二為一對直通臂。
[0008]上述的全光微波信號發生器，其特徵在於:光梳狀濾波器為光法布裡一珀羅(F-P)濾波器、光纖微環或娃基微環波導。
[0009]本發明與現有技術相比有明顯優勢，從以上技術方案可知:帶有反饋迴路的諧振腔諧振腔會激發出由環路長度所決定的一系列波長間隔為Λ11的光模式，這些光模式被環路內的光梳狀濾波器進一步選模。若光梳狀濾波器具有波長間隔為△ 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。通常情況下，Λ11<< Λ 12，因此，可以恰當地調節腔長，使得ηΧ Λ11=Λ12，也即，最終循環振蕩的模式間隔可以為Λ 12(以下均考慮這種情況)。此時產生的這些模式間沒有確定的相位關係，因此不能拍出穩定微波信號。為了提高信號質量，腔內的一路信號被引出、放大後再次反饋注入諧振腔。反饋注入的信號與諧振腔內的信號相向通過半導體光放大器，此時諧振腔內的信號通過半導體光放大器中的非線性效應得到調製。通過這種反饋調製過程，並仔細調節腔內光延時線以調節模式間的相位，諧振腔內的光模式間的相位將得到鎖定，最終輸出穩定且具有良好質量的光微波信號。無需外加光源，沒有光電信號之間的轉換，具有結構簡單、體積小巧、成本低廉、性能穩定、使用方便，而且能產生兩個或多個相位鎖定的光頻率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0010]圖1為實施例1的示意圖 圖2為實施例2的示意圖
圖3為實施例3的示意圖。
[0011]圖中標記:
1、半導體光放大器；2、三埠光環形器；2a、三埠光環形器埠一 ；2b、三埠光環形器埠二 ；2c、三埠光環形器埠三；3、光梳狀濾波器；4、光延時線；5、偏振控制器A ;
6、光稱合器A ;6a、光稱合器A埠一 ；6b、光稱合器A埠二 ；6c、光稱合器A埠三；6d、光率禹合器A埠四；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埠一 ；％、光耦合器B埠二 ；9c、光耦合器B埠三。
【具體實施方式】
[0012]以下結合附圖及較佳實施例對依`據本發明提出的全光微波信號發生器的【具體實施方式】、結構、特徵及其功效具體說明如下:
實施例1
參照圖1，全光微波信號發生器，包括半導體光放大器1、三埠光環形器2、光梳狀濾波器3、光延時線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:半導體光放大器I與三埠光環形器埠二 2b連接、三埠光環形器埠三2c與光梳狀濾波器3的輸入連接、光梳狀濾波器3的輸出與光延時線4的輸入連接、光延時線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埠一 6a連接、光稱合器A埠二 6b與半導體光放大器I連接、光稱合器A埠三6c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埠一 9a連接、光耦合器B埠二 9b與三埠光環形器埠一 2a連接。
[0013]其中光梳狀濾波器3為光法布裡一珀羅(F-P)濾波器。
[0014]所述的光稱合器A埠一 6a和光稱合器A埠二 6b為一對直通臂,光稱合器B9的埠一 9a和光稱合器B9的埠二 9b為一對直通臂。
[0015]工作原理:整個環形諧振腔會激發出由環路長度所決定的一系列波長間隔為Δ11的光模式,這些光模式被環路內的光法布裡一拍羅(F-P)濾波器進一步選模。若光法布裡一珀羅(F-P)濾波器具有波長間隔為Λ 12的濾波特性，則共同滿足諧振腔和光法布裡一珀羅(F-P)濾波器的光模式將得以循環，產生一系列間隔為Λ 12的模式。與此同時，腔內的一路信號通過光耦合器Α6的耦合臂上的埠二 6c引出、經由摻鉺光纖放大器7放大後通過三埠光環形器2的埠一 2a反饋注入諧振腔。反饋注入的信號與環形諧振腔內的信號相向通過半導體光放大器1，此時環形諧振腔內的信號通過半導體光放大器I中的非線性效應得到調製。通過這種反饋調製過程，並仔細調節腔內光延時線4以調節模式間的相位，諧振腔內的光模式間的相位將得到鎖定，最終得到兩個或多個相位相互鎖定的光頻率，由光I禹合器B9的埠三9c輸出穩定且具有良好質量的光微波信號。
[0016]實施例2
參照圖2全光微波信號發生器，其中光梳狀濾波器3為光纖微環。
[0017]其餘同實施例1。
[0018]工作原理:整個環形諧振腔會激發出由環路長度所決定的一系列波長間隔為Δ11的光模式,這些光模式被環路內的光纖微環進一步選模。若光纖微環具有波長間隔為Λ 12的濾波特性，則共同滿足諧振腔和光纖微環的光模式將得以循環，產生一系列間隔為Δ12的模式。其餘同實施例1
實施例3
參照圖3全光微波信號發生器，其中光梳狀濾波器3為矽基微環波導。
[0019]其餘同實施例1。
[0020]工作原理:整個環形諧振腔會激發出由環路長度所決定的一系列波長間隔為Δ11的光模式,這些光模式被環路內的娃基微環波導進一步選模。若娃基微環波導具有波長間隔為Λ12的濾波特性，則共同滿足諧振腔和矽基微環波導的光模式將得以循環，產生一系列間隔為Λ 12的模式。其餘同實施例1。
[0021]本發明所述並不限於【具體實施方式】中所述的實施例，本領域技術人員根據本發明的技術方案得出其它的實施方式，同樣屬於本發明的技術創新範圍。顯然，本領域的技術人員可以對發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種全光微波信號發生器，包括半導體光放大器(I)、三埠光環形器(2)、光梳狀濾波器(3)、光延時線(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)，其特徵在於:半導體光放大器(I)與三埠光環形器埠二(2b )連接、三埠光環形器埠三(2c )與光梳狀濾波器(3 )的輸入連接、光梳狀濾波器(3 )的輸出與光延時線(4)的輸入連接、光延時線(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埠一(6a)連接、光稱合器A埠二(6b)與半導體光放大器(I)連接、光稱合器A埠三(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埠一(9a)連接、光耦合器B埠二(9b)與三埠光環形器埠一( 2a)連接。
2.如權利要求1所述的全光微波信號發生器，其特徵在於:光稱合器A埠一(6a)和光率禹合器A埠二(6b)為一對直通臂,光稱合器B (9)的埠一(9a)和光稱合器B (9)的埠二(9b)為一對直通臂。
3.如權利要求1所述的全光微波信號發生器，其特徵在於:光梳狀濾波器(3)為光法布裡一拍羅(F-P)濾波器、光纖微環或娃基微環波導。
【文檔編號】H01S1/02GK103701012SQ201310734600
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月27日 優先權日:2013年12月27日
【發明者】江陽, 馬闖, 蔡紹洪, 白光富 申請人:貴州大學