[發(fā)明專利]一種產(chǎn)生高頻微波信號(hào)的方法及設(shè)備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810061633.8
• 申請(qǐng)日: 2008-05-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101286802A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳達(dá)如;何賽靈
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04B10/12
• 分類(lèi)號(hào): H04B10/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于為微波光子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率倍增米產(chǎn)生高頻微波信號(hào)的方法，及實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備。

背景技術(shù)

微波光子學(xué)是新近興起的一門(mén)交叉學(xué)科，該交叉學(xué)科為解決光子學(xué)、微波學(xué)各自學(xué)科內(nèi)的一些疑難問(wèn)題提供了新的方法。目前基于光子學(xué)的微波信號(hào)發(fā)生、微波濾波、以及微波在光纖中以光載波方式傳輸?shù)姆椒ū魂懤m(xù)報(bào)道，這些方法利用了微波光子學(xué)的交叉學(xué)科優(yōu)勢(shì)，克服了微波學(xué)中實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)發(fā)生、微波濾波等過(guò)程中的一些比如處理頻率較低的固有困難。

作為微波光子學(xué)的應(yīng)用之一，利用鎖模脈沖激光器產(chǎn)生微波信號(hào)是目前具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。然而，這種產(chǎn)生微波信號(hào)存在一個(gè)重大的缺點(diǎn)，就是一般應(yīng)用于產(chǎn)生微波信號(hào)的鎖模脈沖激光器本身需要一個(gè)電調(diào)制信號(hào)，由于這個(gè)電調(diào)制信號(hào)本身的頻率有限，產(chǎn)生的微波信號(hào)頻率不能太高，可以實(shí)用的微波信號(hào)的頻率就是鎖模脈沖激光器的重復(fù)頻率。這個(gè)缺點(diǎn)也大大削弱了利用微波光子學(xué)技術(shù)產(chǎn)生微波信號(hào)的優(yōu)點(diǎn)——微波信號(hào)頻率相比于傳統(tǒng)電學(xué)方法做得更高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率倍增來(lái)產(chǎn)生高頻微波信號(hào)的方法，同時(shí)提供了實(shí)現(xiàn)該方法的設(shè)備。

本發(fā)明的方法包括以下步驟：

(1)根據(jù)所需要獲取高頻微波信號(hào)的頻率f，選用鎖模脈沖激光器及鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率倍增倍數(shù)2ⁿ，滿足f₀＝f/2ⁿ，同時(shí)f₀＜10GHz，其中f₀為鎖模脈沖激光器的重復(fù)頻率。

(2)選用n個(gè)鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率的倍增結(jié)構(gòu)，其中第i個(gè)倍增結(jié)構(gòu)的光纖環(huán)長(zhǎng)度為L(zhǎng)_i＝(2k_i+1)V/(2ⁱf₀)，其中i＝1，2，...，n、k_i為正整數(shù)、V為光在光纖中的傳播速度；

所述的鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率倍增結(jié)構(gòu)是指功率分比為2∶1的光耦合器的功率分比為2/3的輸出端口和次輸入端口通過(guò)光纖連接成光纖環(huán)，光耦合器的主輸入端口為鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率倍增結(jié)構(gòu)的輸入端口，光耦合器的功率分比為1/3輸出端口為鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率倍增結(jié)構(gòu)的輸出端口；

(3)選擇工作頻率為f_oe的光電探頭，f＜f_oe＜2f；將步驟(1)選用的鎖模脈沖激光器、步驟(2)選用的n個(gè)鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率的倍增結(jié)構(gòu)以及光電探頭順序串聯(lián)；

(4)開(kāi)啟鎖模脈沖激光器，鎖模脈沖激光器輸出的重復(fù)率為f₀脈沖序列經(jīng)過(guò)n個(gè)鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率的倍增結(jié)構(gòu)之后變成重復(fù)率為f＝2ⁿf₀的脈沖序列，該脈沖序列進(jìn)入光電探頭后獲得頻率為f的高頻微波信號(hào)輸出。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的設(shè)備包括通過(guò)光纖連接成線形結(jié)構(gòu)的鎖模脈沖激光器、鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率的倍增結(jié)構(gòu)、光電探頭，其中鎖模脈沖激光器的輸出端與多個(gè)鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率的倍增結(jié)構(gòu)依次串連，多個(gè)鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率的倍增結(jié)構(gòu)串連之后的輸出端與光電探頭的輸入端連接，光電探頭的輸出端作為高頻微波信號(hào)的輸出端口；每個(gè)鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率的倍增結(jié)構(gòu)是指功率分比為2∶1的光耦合器功率分比為2/3的輸出端口和次輸入端口通過(guò)光纖連接成光纖環(huán)，光耦合器的主輸入端口為鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率倍增結(jié)構(gòu)的輸入端口，光耦合器的功率分比為1/3輸出端口為鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率倍增結(jié)構(gòu)的輸出端口。

本發(fā)明主要適用于高頻微波信號(hào)的產(chǎn)生，具有成本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，適合微波光子學(xué)研究、微波通信等多種應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的微波信號(hào)頻譜圖；

具體實(shí)施方式

如圖1所示，鎖模脈沖激光器1的輸出端與鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率的倍增結(jié)構(gòu)2的輸入端連接，鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率的倍增結(jié)構(gòu)2是指功率分比為2∶1的光耦合器功率3分比為2/3的輸出端口和次輸入端口通過(guò)光纖4連接成光纖環(huán)，光耦合器3的主輸入端口為鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率倍增結(jié)構(gòu)2的輸入端口，光耦合器3的功率分比為1/3輸出端口為鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率倍增結(jié)構(gòu)2的輸出端口，鎖模脈沖激光器重復(fù)頻率的倍增結(jié)構(gòu)2的輸出端與光電探頭5的輸入端連接，光電探頭5的輸出端作為高頻微波信號(hào)輸出端口。

具體高頻微波信號(hào)產(chǎn)生的方法包括以下步驟：