[發(fā)明專利]產(chǎn)生多帶寬高頻可調諧微波信號的裝置與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210341950.1
• 申請日: 2012-09-17
• 公開（公告）號: CN102856778A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設計）人: 王如剛;陳榮;陳益飛
• 申請（專利權）人: 鹽城工學院
• 主分類號: H01S1/02
• 分類號: H01S1/02
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 徐激波

技術領域

本發(fā)明涉及一種產(chǎn)生多帶寬高頻可調諧微波信號的裝置與方法，主要應用于無線傳感網(wǎng)、光纖通信及微波光子學等技術領域。

背景技術

隨著信息技術的迅速發(fā)展，數(shù)據(jù)業(yè)務呈爆炸式增長，在此過程中，需要產(chǎn)生、傳輸、交換和獲取大量的高速信息，因此，對帶寬的要求隨之增加。目前，基于數(shù)字電子的技術已經(jīng)逼近電子器件的處理極限，進一步提高設備處理速度的難度越來越大。電子技術的發(fā)展速度已經(jīng)遠遠趕不上信息容量的急速增長，出現(xiàn)了帶寬的限制和交換系統(tǒng)的電子瓶頸等問題，因此，提出了建立全光信息系統(tǒng)的要求。光學技術在高速信號的產(chǎn)生等方面顯示出電子技術無法比擬的優(yōu)勢，充分利用光學技術的帶寬優(yōu)勢實現(xiàn)高速全光信息技術就顯得非常重要。微波光子學技術將射頻技術的可移動性和光纖技術的大帶寬、低損耗和小體積等優(yōu)點有機地結合起來，有效地解決電子瓶頸的限制。因此，高質量的可調微波信號在雷達、傳感和無線通信等領域有著廣闊的應用前景。在光纖系統(tǒng)中，傳輸?shù)奈⒉ㄐ盘枙艿焦饫w色散等因素的影響而發(fā)生畸變和失真，且微波頻率越高受到的影響越大。目前獲得微波信號的產(chǎn)生主要集中在微波移頻調制的方法和光外差的方法上。在微波移頻調制的方法中，必須使用高速調制器等，限制了高頻微波信號的產(chǎn)生，而且價格很昂貴。如高士明等提出的發(fā)明專利，授權號：CN20081006124.7，采用微波源和電光調制器的方法獲得了11GHz的微波信號。有的學者提出了通過布里淵散射，結合光外差法獲得微波信號的方案，如傅嬌嬌等提出的發(fā)明專利，授權號：CN200910155858.4，采用布里淵散射與泵浦光的差頻獲得微波信號。但是，產(chǎn)生微波信號的可調諧范圍較小，限制其在雷達等領域的應用，且系統(tǒng)比較復雜，增加了系統(tǒng)的成本。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是：克服現(xiàn)有技術的以上缺點，為了獲得高頻寬帶可調諧的微波信號等問題，本發(fā)明提供一種產(chǎn)生多帶寬高頻可調諧微波信號的裝置與方法，提出的裝置與方法不僅能夠產(chǎn)生高頻微波信號，而且能夠獲得多帶寬可調諧的微波信號源。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：產(chǎn)生多帶寬高頻可調諧微波信號的裝置，包括激光器單元100、耦合器101、移頻單元102、光纖放大器107、第三耦合器115、光電探測器116、布里淵環(huán)形腔激光單元108，移頻單元102包括環(huán)形器103、可調衰減器104、光纖105；激光器單元產(chǎn)生的激光經(jīng)耦合器101分成兩束光，其中一路光作為泵浦光，進入到移頻單元102，在移頻單元102中，泵浦光首先進入環(huán)形器103的第一個端口，從環(huán)形器103的第二個端口進入到可調衰減器104，該光在光纖105中產(chǎn)生背向散射光，背向散射光經(jīng)環(huán)形器103的第三個端口進入到可調衰減器104，其輸出光作為光放大器106的輸入光，被放大器的光作為布里淵環(huán)形腔激光器108的泵浦光；布里淵環(huán)形腔激光單元108包括第二環(huán)形器109、偏振控制器114、第二耦合器113、隔離器112、光纖單元110和溫度或應力控制器單元111；由光纖放大器107輸出的光接入第二環(huán)形器109的第一個端口，從第二環(huán)形器109的第二個端口進入到環(huán)形腔中，在光纖110中產(chǎn)生布里淵散射，通過第二環(huán)形器109的第三個端口輸出，逆時針方向在第二環(huán)形器109環(huán)形腔中傳輸，并在布里淵散射信號的傳輸方向上增加了光隔離器112，布里淵散射信號通過第二耦合器113的一個分臂輸出，輸出的布里淵信號與耦合器101輸出的本振光在第三耦合器115上耦合，通過光電探測器116轉換為微波信號輸出。因光纖單元110受溫度控制器或應力控制器單元110控制。

激光器單元100，其輸出的光被耦合器101分為兩束，其中一束光進入到移頻單元102，從102單元輸出的背向散射信號經(jīng)光纖放大器單元107放大后作為布里淵環(huán)形腔激光器單元108的泵浦光，為了控制光放大器單元107的輸入光功率，在移頻單元102與107之間增加了光衰減器106，從布里淵激光器單元108輸出的光信號與本振光經(jīng)耦合器115耦合進入到光電探測器116。另一束光直接進入耦合器115。

所述的移頻單元102是由環(huán)形器103、可調光衰減器104和光纖105組成；該移頻單元是一級或多級移頻單元。所述移頻單元102中的可調衰減器104，通過調節(jié)其損耗值可以分別獲得瑞利散射和受激布里淵散射信號，也可以通過控制激光器100的功率控制移頻單元102產(chǎn)生瑞利散射和受激布里淵散射信號輸出。