[發明專利]利用單縱模雙波長光纖激光器產生微波、毫米波的裝置

無效

• 申請號: 200910068711.1
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN101572375A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: 馬秀榮;孫靜;冀青;張昊;羅建花
• 申請（專利權）人: 天津理工大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/094;H01S3/0941;H01S3/08;G02B6/02;G02F1/35
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(一)技術領域：

本發明涉及光纖通信和光纖傳感領域，特別是一種利用單縱模雙波長光纖激光器產生微波、毫米波的裝置，主要用于光纖通信、光纖傳感、雷達和射頻光纖傳輸(Radio-over-fiber)等領域。

(二)背景技術：

光子產生微波、毫米波信號在光纖通信和光纖傳感領域有著廣泛的應用，例如在寬帶無線接入網絡，雷達，射頻光纖傳輸(Radio-over-fiber)系統中，該技術都有著極其重要的應用。這種技術的優點是利用光子技術，代替傳統的由較低頻率電信號倍頻生成毫米波信號的方法，產生微波、毫米波信號，而且，該信號可以通過損耗極低的單模光纖進行傳輸，在傳輸鏈路中加入摻鉺光纖放大器后能夠實現信號的遠距離傳輸。目前利用光子技術產生微波、毫米波信號，一是基于相位整形技術產生微波、毫米波信號，但這種方法很難獲得窄帶、高質量的微波、毫米波信號；二是基于外部調制技術，利用強度調制器或相位調制器將激光源倍頻產生微波、毫米波信號，但這方法需要高質量的參考信號源；三是基于光外差技術，將從不同激光源發出的兩束激光先進行相位鎖定以減少相位噪聲，然后拍頻產生微波、毫米波信號；但這種方法也需要高質量的參考信號源，然而，在實際應用中，特別是在無線通信與雷達系統中，毫米波產生裝置一般用作本地振蕩器，并沒有可以利用的參考信號源。為避免使用高質量參考信號源，研究者提出了利用一個單縱模雙波長激光器替代兩個激光器的方案。因此，如何實現激光的單縱模雙波長輸出，然后將單縱模雙波長激光耦合進高速光電探測器中，通過拍頻產生微波、毫米波信號是光纖通信和光纖傳感領域中的重要課題。

(三)發明內容：

本發明的目的是提供一種利用單縱模雙波長光纖激光器產生微波、毫米波的裝置，它集中射頻波和光波技術的優點，通過簡單的結構產生帶寬窄、噪聲低的微波、毫米波信號。

本發明的技術方案：一種利用單縱模雙波長光纖激光器產生微波、毫米波的裝置，其特征在于它是由泵浦激光器、波分復用光耦合器、超短線性諧振腔，光隔離器和高速光電探測器所構成，所說的超短線性諧振腔包括依次連接的低反射率光纖光柵、一段長度適合的有源光纖和高反射率光纖光柵，其中波分復用光耦合器的端口(a)與泵浦激光器的輸出端相連接，端口(c)與超短線性諧振腔中的低反射率光纖光柵相連接，波分復用光耦合器的端口(b)與光隔離器的入光端口相連接；光隔離器的出光端口接高速光電探測器。

上述所說的泵浦激光器采用波長與有源光纖能級結構相匹配的適合的半導體激光器或固體激光器；所說的波分復用光耦合器采用與泵浦激光器的波長相適應的波分復用光耦合器。

上述所說的與有源光纖能級結構相匹配的適合的半導體激光器或固體激光器的波長采用980nm。

上述所說的與泵浦激光器的波長相適應的波分復用光耦合器的波長采用980/1550nm。

上述所說的超短線性諧振腔是腔長L由所產生的微波、毫米波信號的頻率Δv決定的超短線性諧振腔，即滿足Δv=c2nL.]]>

上述所說的超短線性諧振腔的連接方式是依次連接低反射率光纖光柵、有源光纖、高反射率光纖光柵。

上述所說的有源光纖是在給定泵浦功率條件下，可以提供足夠增益使得在超短腔結構中能夠產生激光的高濃度摻鉺光纖、鉺鐿共摻光纖或其它摻雜光纖。

上述所說的低反射率光纖光柵是均勻布拉格光纖光柵，或是鍍上反射膜的各種反射鏡；所說的高反射率光纖光柵是均勻布拉格光纖光柵，或是鍍上反射膜的各種反射鏡，高反射率光纖光柵應當具有不小于90％的反射率，保證光在超短腔結構中諧振并產生激光。

上述所說的高速光電探測器的頻率范圍由所產生的微波、毫米波信號的頻率決定，應當不小于10GHz。

上述所說的利用單縱模雙波長光纖激光器產生微波、毫米波的裝置產生的微波、毫米波信號的頻率應當大于1GHz。

上述所說的利用單縱模雙波長光纖激光器產生微波、毫米波的裝置的工作方法，其特征在于包括以下步驟：

(1)選擇泵浦激光器，用于泵浦有源光纖；

(2)選擇具有三個端口(a)、(b)和(c)的光波分復用光耦合器，用于將泵浦光和信號光耦合進有源光纖，其波長與泵浦激光器的波長相適應；