[發(fā)明專利]一種光子晶體光纖可調(diào)微波毫米波發(fā)生器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110259183.5
• 申請(qǐng)日: 2011-09-01
• 公開（公告）號(hào): CN102324977A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 任芝;李松濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué)(保定)
• 主分類號(hào): H04B10/12
• 分類號(hào): H04B10/12;G02B6/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光子晶體光纖可調(diào)微波毫米波發(fā)生器，屬于光電子技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

光子產(chǎn)業(yè)中存在著一種基礎(chǔ)的材料——光子晶體，光子晶體的研究不僅僅是光通訊領(lǐng)域內(nèi)的問(wèn)題，同時(shí)它對(duì)其他相關(guān)產(chǎn)業(yè)也將產(chǎn)生巨大的影響。自從1987年Yablonowitch和John分別獨(dú)立地提出了光子晶體和光子禁帶的概念以來(lái)，光子晶體就成為國(guó)內(nèi)外都受到極大重視的熱點(diǎn)課題，在光學(xué)物理、凝聚態(tài)物理、電磁波、信息技術(shù)等領(lǐng)域引起了人們廣泛的關(guān)注。在這短短二十年里，光子晶體在理論研究和實(shí)驗(yàn)研究方面都取得了顯著的成果，并且在某些領(lǐng)域也有了一定的應(yīng)用，比如光子晶體光集成回路、光子晶體光波導(dǎo)、光子晶體濾波器等。

光子晶體中有一種是制作在光纖中，一般稱之為光子晶體光纖，光子晶體光纖的一般結(jié)構(gòu)如附圖1所示，它是在光纖中沿軸向均勻排列著氣孔，從光纖端面看，存在著周期性的二維結(jié)構(gòu)，該二維周期性的結(jié)構(gòu)一般為圓形空氣孔，其中的d表示圓形空氣孔的直徑，而Λ表示周期，其中的一個(gè)氣孔遭到了破壞或缺失，這樣就產(chǎn)生了缺陷，光就能夠在缺陷中傳播，其中的缺陷如附圖1中的中央部分所示，在中央部分處，周期性的二維結(jié)構(gòu)遭到了破壞了，從而在中間位置處產(chǎn)生了能夠?qū)Ч獾娜毕荨?/p>

在光子晶體光纖中還有另外一種，那就是雙折射光子晶體光纖，與普通的光子晶體光纖不同，雙折射光子晶體光纖中可以產(chǎn)生雙折射。產(chǎn)生雙折射的方法有多種，包括在中央部分的缺陷區(qū)設(shè)置小的空氣孔以破壞對(duì)稱性，以及在包層中將圓形空氣孔改變?yōu)闄E圓形，以上的方法均能產(chǎn)生雙折射光子晶體光纖。其中設(shè)置橢圓孔或在中央的纖芯設(shè)置小圓孔以破壞對(duì)稱性的結(jié)構(gòu)，分別如附圖2和附圖3所示，附圖2中在包層中具有橢圓形的空氣孔，附圖3在纖芯處設(shè)置有三個(gè)用于破壞對(duì)稱性的小圓孔，都是為了破壞對(duì)稱性，其中的Λ表示周期，a和b分別表示短長(zhǎng)軸方向的直徑。

同時(shí)，在本領(lǐng)域中，使用光纖激光器或者光纖發(fā)生器以光學(xué)的方法來(lái)產(chǎn)生微波或毫米波以其成本低廉，方法簡(jiǎn)單而廣泛引起人們的注意，一種典型的產(chǎn)生微波毫米波的方式就是使用在保偏光纖中制作的光柵作為光纖激光器的反射或透射光柵，由于保偏光纖的雙折射特性，從而使得在保偏光纖中制作的光柵具有了相互垂直的兩個(gè)振蕩光，這兩個(gè)振蕩光由于頻率較為接近，可以利用兩者的拍頻在光電探測(cè)器上產(chǎn)生微波或毫米波，但是，在這種方法中，如果想實(shí)現(xiàn)可調(diào)的微波毫米波輸出是困難的，一般都會(huì)伴隨著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，從而使得成本增加，調(diào)節(jié)困難。

針對(duì)上述問(wèn)題，我們提交申請(qǐng)?zhí)枮?01110162832.X的發(fā)明專利申請(qǐng)，但是，在該發(fā)明中，還存在需要改進(jìn)的地方，那就是溫度調(diào)節(jié)的過(guò)程中，由于雙折射光子晶體光纖本身對(duì)于溫度的變化缺乏足夠的敏感性，在調(diào)節(jié)過(guò)程中需要進(jìn)行較大的溫度范圍變化，其結(jié)果是調(diào)節(jié)過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明就是為解決上述問(wèn)題而提出的，提供一種光子晶體光纖可調(diào)微波毫米波發(fā)生器，很好的解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問(wèn)題，其能夠在較小溫度變化的情況下實(shí)現(xiàn)微波毫米波的調(diào)諧。

本發(fā)明的思路是在雙折射光子晶體光纖中添加光纖匹配液，由于光纖匹配液具有較高的折射率溫度系數(shù)，從而能夠大幅提高雙折射光子晶體光纖的溫度系數(shù)，從而敏感的改變光電探測(cè)器上微波或毫米波的頻率，從而簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)了輸出微波或毫米波的調(diào)諧。

以上述思想構(gòu)建的光子晶體光纖可調(diào)微波毫米波發(fā)生器，具有調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，很好的解決了現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提供一種雙折射光子晶體光纖微波毫米波發(fā)生器，該發(fā)生器包括：泵浦源，用于將泵浦源的泵浦光耦合進(jìn)入諧振腔的光纖耦合器，以及所述諧振腔，其特征在于：所述諧振腔由光纖光柵和組合光纖形成，所述組合光纖是由有源光纖與雙折射光子晶體光纖串接而成，并且至少一根雙折射光子晶體光纖上設(shè)置有加熱器或制冷器，用于改變所述雙折射光子晶體光纖的雙折射程度，所述雙折射光子晶體光纖中填充有光纖匹配液。

根據(jù)本發(fā)明的另外一實(shí)施例，所述組合光纖包括一根有源光纖和一根雙折射光子晶體光纖。

根據(jù)本發(fā)明的另外一實(shí)施例，所述組合光纖包括多根有源光纖和多根雙折射光子晶體光纖。

根據(jù)本發(fā)明的另外一實(shí)施例，所述有源光纖為摻鉺，摻鐿或鉺鐿共摻光纖。

根據(jù)本發(fā)明的另外一實(shí)施例，所述雙折射光子晶體光纖為包層中具有橢圓空氣孔的光子晶體光纖。

根據(jù)本發(fā)明的另外一實(shí)施例，所述雙折射光子晶體光纖的纖芯中具有用于破壞對(duì)稱性結(jié)構(gòu)的小圓孔。