[發明專利]利用多波長布里淵激光器產生微波信號的裝置和方法

無效

• 申請號: 200910155858.4
• 申請日: 2009-12-29
• 公開（公告）號: CN101807773A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 傅嬌嬌;孫兵;周斌;陳達如;高士明
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01S3/30
• 分類號: H01S3/30;H01S3/091;H01S3/10
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本發明屬于光電子以及微波光子學領域，涉及了一種利用多波長布里淵激光器產生微波信號的裝置和方法，適用于無線通信和雷達通信系統。

背景技術

隨著信息技術的突飛猛進，信息產業的高速發展，人們的生產生活、國家的國防建設等方面對信息的需求量與日俱增。其中，無線通信作為通信常用工具，在數據業務、語音、軍工中均有廣泛應用。采用高頻微波和毫米波信號作為載波，系統容量將得到大幅度的提升。由于電子瓶頸的制約，微波信號源向30～70GHz高頻段的發展對傳統微波器件而言是很大的挑戰，而利用光學方法產生微波信號成為一條產生高頻微波信號的重要途徑。高頻微波的光學產生有多種方案，如兩個注入式鎖定、相位式鎖定激光器，雙波長激光器，光強度或光相位調制等等。

其中，利用布里淵激光器產生的斯托克斯光與泵浦光通過拍頻產生微波信號是基本方法之一，它可以提供大約10GHz的窄線寬微波信號源。但由于受激布里淵效應信道間隔10GHz的固定性，導致了大于10GHz的高頻微波信號的獲得變得困難。因此，采取有效方法獲得穩定的多波長布里淵光纖激光器，將產生的高階斯托克斯光與泵浦光進行拍頻，從而提高微波信號的輸出頻率是十分重要的。

多波長布里淵光纖激光器還是滿足波分復用技術要求的研究熱點，該多波長光源具有室溫下穩定輸出、線寬極窄、波長通帶可調、閾值低、功率譜平坦等優勢，是超密集波分復用系統的理想光源。在此背景下，對于多波長布里淵光纖激光器的研究變得更為迫切。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供了一種利用多波長布里淵激光器產?生微波信號的裝置及和利用該裝置產生微波信號方法。

本發明解決技術問題所采用的技術方案為：

利用多波長布里淵激光器產生微波信號的裝置包括可調窄帶光源、第一隔離器、第一三端口耦合器、第二三端口耦合器、第二隔離器、摻鉺光纖放大器、第一光纖環形器、單模光纖、Sagnac環形鏡、第二光纖環形器、光纖布拉格光柵、四端口耦合器、光電探測器。

可調窄帶光源與第一隔離器的輸入端光連接，第一隔離器的輸出端與第一三端口耦合器的單端口端的端口光連接，第一三端口耦合器的雙端口端的一個端口與第二三端口耦合器的雙端口端的一個端口光連接，第一三端口耦合器的雙端口端的另一個端口與四端口耦合器一端的一個端口光連接；

第二三端口耦合器的單端口端的端口與第一光纖環形器的1口光連接，第一光纖環形器的3口與摻鉺光纖放大器的輸入端光連接，摻鉺光纖放大器的輸出端與第二隔離器的輸入端光連接，第二隔離器輸出端與第二三端口耦合器的雙端口端的另一個端口光連接；

第一光纖環形器的2口與單模光纖的一端光連接，單模光纖的另一端與Sagnac環形鏡輸入端光連接，Sagnac環形鏡輸出端與第二光纖環形器的1口光連接，第二光纖環形器的2口與光纖布拉格光柵光連接，第二光纖環形器的3口與四端口耦合器一端的另一個端口光連接，四端口耦合器另一端的一個端口與光電探測器的輸入端光連接。

利用該裝置產生微波信號方法為：首先可調窄帶光源發出的泵譜光經第一隔離器以及第一三端口耦合器后分為兩路泵譜光；然后其中的一路泵譜光經第二三端口耦合器、第二隔離器、摻鉺光纖放大器、第一光纖環形器、單模光纖和Sagnac環形鏡輸出多級斯托克斯光，多級斯托克斯光經第二光纖環形器、光纖布拉格光柵濾波后輸出單通道高階斯托克斯光；最后單通道高階斯托克斯光與另一路泵譜光進行拍頻獲得高頻譜純度的高頻微波信號。

本發明的有益效果是：改變泵浦光波長可以使多波長通帶連續可調；布里淵增益光纖長度較長，能有效抑制四波混頻效應，使得等頻率間隔的多波長信號通道的功率譜分布平坦；結構簡單；室溫下穩定輸出；布里淵增益在單模光纖中提供了一個線寬較窄、與泵浦光信號具有準確頻移、相位相關的斯托克斯光，其頻率間隔只有10.8GHz，這為通過外差法實現高頻微波信號輸出提供了很好的光源。

附圖說明

圖1是本發明中裝置的結構示意圖；

圖2是多波長布里淵摻鉺光纖激光器的多波長輸出光譜圖；

圖3是多波長布里淵摻鉺光纖激光器的輸出功率穩定性測量圖；

圖4是泵浦光和濾波后的(a)一階(b)二階(c)三階(d)四階斯托克斯波的譜域波形；

圖5是泵浦光和(a)一階(b)二階(c)三階(d)四階斯托克斯波經過拍頻得到的頻譜圖。