[發明專利]基于級聯全通濾波器的毫米波副載波光脈沖信號發生器

無效

• 申請號: 200910051609.0
• 申請日: 2009-05-20
• 公開（公告）號: CN101562481A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 徐欽峰;方祖捷;葉青;潘政清;蔡海文;瞿榮輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: H04B10/12
• 分類號: H04B10/12;G02B6/26
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及基于級聯全通濾波器的毫米波副載波光脈沖信號發生器。本發明可應用于光纖無線通信技術，微波光子學技術等工作中。

背景技術

隨著移動通信技術的發展，人們對包括聲音，數據，圖像和影視等多媒體的需求也越來越迫切，為提高信息容量和通信速率，必須利用比微波更高頻率的毫米波射頻信號。Radio?over?Fiber(RoF)技術是一種微波通信和光通信相結合的技術，能解決通信系統信息容量和傳輸速率的問題。在這一技術中，基站與中心局之間的信息傳輸仍然采用光纖；在光纖中傳送的光波是一個毫米波調制的光波，信息被載在毫米波副載波上。在基站上，光波被接收后轉化為毫米波射頻信號被發射出去。因此毫米波信號發生器在這一技術中是一個關鍵器件；尤其是因為基站數量巨大，低成本、高可靠性的毫米波發生器是研究開發的熱點。

對毫米波副載波信號發生器的研究工作，已經有不少報道，提出了多種技術方案。在先技術之一[H.Schmuch，Comparison?of?optical?millimeter-wavesystem?concepts?with?regard?to?chromatic?dispersion，Electron.Lett.，31(21)，p1848，1995]，提出從激光器輸出的光波經過一個Mach-Zehnder調制器，攜帶傳輸信息的毫米波射頻信號直接加載在Mach-Zehnder調制器上，這樣輸出的光波形成一個雙邊帶調制的光學信號。在光學接收器上，每個邊帶與中心頻率發生拍頻，產生毫米波頻段的射頻信號。但是這種雙邊帶調制的光學信號在光纖中傳輸時，色散效應對不同的頻率成分產生不同的相位，使產生的兩個拍頻的射頻信號具有不同的相位，以至射頻信號功率隨著傳輸距離和載波頻率呈現周期性變化，影響射頻信號傳輸。

在先技術之二[Ye?Qing?et?al.，Generaion?of?millimeter-wave?sub-carrieroptical?pulse?by?using?a?Fabry-Perot?interferometer，Chinese?Optics?Lett，5(1)，p8，2007]提出，利用超短脈沖激光器產生超短脈沖，入射通過Fabry-Perot干涉儀產生脈沖重復頻率為毫米波頻率的脈沖信號，然后通過光纖耦合器耦合進入光纖傳輸。此方法簡單易行，但脈沖能量轉化效率低。

發明內容

本發明的目的是針對上述在先技術存在的問題，提出一種基于級聯全通濾波器的毫米波副載波信號發生器，該器件具有低成本，設計加工簡單，能量轉化效率高的特性。

本發明的技術解決方案如下：

一種基于級聯全通濾波器的毫米波副載波光脈沖信號發生器，其特點在于由依次連接的具有準直耦合輸出的超短脈沖光纖激光器、級聯全通濾波器、光纖耦合器和傳輸光纖構成。

所述的級聯全通濾波器是級聯的GT腔濾波器，由兩個平行設置的第一GT腔、第二GT腔和相對位置的調節機構構成，每一個GT腔由具有高反射率的高反射面和低反射率的低反射面包覆的具有一定厚度的平行平板介質所組成，所述的第一GT腔的低反射面和第二GT腔的低反射面相對且有一定距離和錯位，以調節控制在兩個GT腔級聯的次數。

所述的GT腔的低反射面的低反射率的取值范圍為0.5～0.382。

所述的第一GT腔或第二GT腔具有距離調節機構，在所述的調節機構的驅動下，改變所述的第二GT腔與第一GT腔之間的距離，調節級聯的級次。

所述的第一GT腔具有腔面平移的調節機構，以改變第二GT腔與第一GT腔相對的錯位而不改變二者之間的距離，調節級聯的級次。

所述的級聯全通濾波器是級聯的光波導環行諧振器，其構成是在同一襯底上制備多個波導諧振腔，單個諧振腔由直波導和一個環形波導組成，兩波導相切，在相切點處構成一個光波導耦合器，光波互相耦合，實現光波的分束傳輸，其分束比決定于直波導和圓波導在相切處的距離，和相切點延伸的長度。

本發明提出的基于級聯全通濾波器的毫米波副載波光脈沖信號發生器，具有明顯的優點和特點。與在先技術之一和類似技術相比，本發明提出的方案結構簡單，系統穩定，易于設計制備和操作；與在先技術之二相比，本發明提出的方案能量利用效率高，脈沖串包絡波形改善。

附圖說明

圖1是單個G-T腔產生脈沖串的示意圖。

圖2是單個光波導環光脈沖串的示意圖。

圖3是單個GT腔不同反射率時輸出光脈沖串的包絡波形圖。