[發明專利]基于單驅動馬赫曾德調制器的多倍頻毫米波產生裝置

有效

• 申請號: 201310211180.3
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103281130A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 張亮;胡小鋒;曹攀;莊志明;蘇翼凱
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: H04B10/2575
• 分類號: H04B10/2575;H04L27/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

技術領域

本發明涉及的是一種光纖通信技術領域的裝置，具體是一種基于單驅動馬赫曾德調制器的多倍頻毫米波產生裝置。

背景技術

眾所周知，電磁波可用的帶寬是其頻率的十分之一左右，因此毫米波波段有很大的通信帶寬，進而可以傳輸很大速率的無線信號。近年來，毫米波的研究越來越受到關注。用電域可以產生毫米波，但是其成本較高，而且本身的電帶寬也有一定的限制。所以，學術界提出用光子多倍頻的辦法來產生毫米波，具體原理如下：將低速的射頻信號調制到光載上，通過在光域的變換，得到頻率間隔為多倍射頻信號的光毫米波，然后經過光電轉換后，光毫米波的邊帶相互拍頻，可以產生高速的電毫米波信號。在現有的技術方案中，有基于四波混頻的方案，但是該方案需要很大的輸入功率，也需要另外一路激發光源，從而增加了成本，也有基于復雜調制器或者級聯調制器的方案，該方案存在插入損耗大和難于調節等問題。

經對現有文獻檢索發現，《IEEE?Photonic?Technology?Letters(IEEE光子技術快報)》2008年第20卷，記載的“Optical?millimeter-wave?signal?generation?using?frequency?quadrupling?technique?and?no?optical?filtering(基于四倍頻無濾波的光子毫米波產生方案)”中，該技術采用一個集成的雙平行馬赫曾德調制器（DPMZM），直接產生四倍頻的毫米波，但是該方法需要復雜的電信號處理，導致很高的電插入損耗，另外需要采用高性能的高頻電器件，增加了系統的成本；不僅如此，該方案需要調節三個偏置電壓，增加了系統的復雜度。

又經檢索發現，在2008年亞洲光通信會議（ACP2008）的論文“Generation?of60-GHz?Optical?Millimeter-Wave?and20-GHz?Channel-Spaced?Optical?Multicarrier?Using?Two?Cascaded?10-GHz?Modulators（基于級聯10-GHz調制器產生60-GHz光毫米波和20-GHz間隔的多載波方案）”中，提出了一種基于級聯單驅動馬赫曾德（SDMZM）的方案，可以產生六倍頻毫米波，但是該方案需要級聯調制器，增加了光域插損和系統成本；此外，該方案還需要對兩個調制器的相位進行嚴格的控制，增加了系統的復雜度。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種基于單驅動馬赫曾德調制器的多倍頻毫米波產生裝置，基于一個單驅動馬赫曾德調制器，通過改變其驅動電壓和調節其偏置電壓，從而實現靈活的多倍頻毫米波。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明涉及一種基于單驅動馬赫曾德調制器的多倍頻毫米波產生裝置，包括：激光器、用于調節連續激光的偏振態的偏振控制器、單驅動馬赫曾德調制器、射頻信號源、射頻信號放大器、穩壓電源和光電探測器，其中：激光器輸出的連續激光經過偏振控制器調節后輸送至單驅動馬赫曾德調制器，射頻信號源輸出的射頻信號經過射頻信號放大器放大后輸送至單驅動馬赫曾德調制器，穩壓電源用于調節單驅動馬赫曾德調制器的偏置電壓，單驅動馬赫曾德調制器的輸出端與光電探測器相連使得輸出的光信號轉化為電信號，從而得到毫米波。

所述的單驅動馬赫曾德調制器的電光傳輸函數曲線是余弦曲線。

所述的射頻信號源輸出的射頻信號為正弦信號或者余弦信號。

該裝置的工作原理是：單驅動馬赫曾德調制器的電光傳輸函數曲線是一個余弦曲線，如果輸入的電驅動信號為正弦或者余弦信號，那么單驅動馬赫曾德調制器的輸出信號就可以展開為各階貝塞爾函數，他們的頻率對應于基頻的整數倍；通過調節穩壓電源來使得單驅動馬赫曾德調制器工作在調制曲線的最高點，奇次諧波分量被抑制，此時如果調節輸入電驅動信號，可以使得只產生二次諧波或者四次諧波，經過光電探測器進行拍頻；從而可以實現電域四倍頻和八倍頻信號；同理，通過調節穩壓電源來使得單驅動馬赫曾德調制器工作在調制曲線的最低點時，偶次諧波分量被抑制，此時如果調節電輸入信號；可以使得只產生三次諧波或者五次諧波，經過光電探測器進行拍頻；從而可以實現電域六倍頻和十倍頻信號。

本發明涉及一種上述裝置的應用，用于產生N倍頻的毫米波，其中：N為大于等于4的偶數。

技術效果

與現有技術相比，本發明只使用一個單驅動馬赫曾德調制器，通過改變其驅動電壓，調節其偏置電壓，從而實現靈活的光子多倍頻；該方案具有結構簡單，成本低，易于控制，靈活度高，實用性強等優點。

附圖說明