[發明專利]基于光控非線性環形鏡的微波脈沖信號產生裝置

有效

• 申請號: 201410468526.2
• 申請日: 2014-09-15
• 公開（公告）號: CN104181748B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 王文亭;李偉;劉建國;王欣;孫文惠;王瑋鈺;祝寧華
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 宋焰琴

技術領域

本發明屬于微波光子學技術領域，是一種利用光控技術產生任意波形的技術，具體地是一種基于光控非線性環形鏡產生相位以及占空比可調諧微波脈沖信號的裝置。

背景技術

近幾年，基于光子技術產生任意波形的微波信號吸引了廣泛的關注，其中包括現代雷達和天線、射頻通信系統、電子測試系統、電子對抗系統、以及全光信號處理和操縱等領域，微波技術與光子技術相互融合成為科技進步的必然趨勢。利用光子技術產生微波信號克服了傳統技術利用電子技術產生微波信號的局限，其中，頻率向時間映射是光子技術產生任意波形的微波信號的一項關鍵技術。頻率向時間映射產生任意波形的微波信號已經積累了廣泛的研究基礎，但是，截止到目前并未有基于全光技術產生相位以及占空比可調諧的微波脈沖信號的技術。

綜上所述，為了填補相關領域的技術空缺，本發明提出一種利用光控非線性環形鏡產生相位以及占空比可調諧的微波脈沖信號。

發明內容

有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種基于光控非線性環形鏡產生相位以及占空比可調諧的微波脈沖信號的裝置，以克服傳統電子學方法在帶寬、重量、體積、電磁干擾等方面的劣勢，并突破電子技術產生高頻任意波形微波脈沖信號的瓶頸。

為達到上述目的，本發明提供了一種基于光控非線性環形鏡的微波脈沖信號產生裝置，該裝置包括：鎖模脈沖激光器、第一強度調制器、第一碼型發生器、第一光耦合器、第一偏振控制器、第二光耦合器、第二偏振控制器、可調光衰減器、光放大器、窄線寬激光器、半導體光放大器、第三偏振控制器、保偏光纖、第四偏振控制器、光帶通濾波器、色散元件、光電探測器、采樣示波器、信號源分析儀、第二碼型發生器、第二強度調制器，其中：

所述鎖模脈沖激光器用于向強度調制器提供脈沖光信號；

所述第一碼型發生器用于向所述強度調制器輸出電脈沖信號，作為調制信號；

所述第一強度調制器用于根據所述調制信號調節所述鎖模脈沖激光器輸出的脈沖光信號的占空比，并將調節占空比之后的光信號發送給所述第一光耦合器；

所述第一光耦合器用于將接收到的光信號分為兩束，以形成環形鏡，所述第一光耦合器的輸出輸入至所述光帶通濾波器；

所述第一偏振控制器用于改變順時針傳輸的光信號的偏振態，以使其在所述半導體光放大器中發生的相移最大；

所述窄線寬激光器用于產生發生非線性相移的泵浦光信號；

所述第二碼型發生器用于產生高速的電脈沖信號作為強度調制信號；

所述第二強度調制器用于根據所述強度調制信號對于所述窄線寬激光器輸出的泵浦光信號進行強度調制；

所述光放大器用于對所述窄線寬激光器輸出的泵浦光信號進行功率放大；

所述可調光衰減器用于所接收到的泵浦光信號的功率進行細調節；

所述第二偏振控制器用于調節所接收到的泵浦光信號的偏振態，以使其在所述半導體光放大器中發生的相移最大；

所述第二光耦合器用于將泵浦光信號和順時針方向傳輸的光信號同向入射到所述半導體光放大器中；

所述半導體光放大器用于將順時針方向傳輸的光信號相對于逆時針方向傳輸的光信號產生一定的相移；

所述第三偏振控制器用于調節順時針傳輸的光信號的偏振態，以調節所述保偏光纖產生的光濾波器的周期；

所述保偏光纖用于傳輸光信號，并產生具有一定自由光譜范圍的光濾波器；

所述第四偏振控制器用于調節逆時針傳輸的光信號的偏振態，以調節所述保偏光纖產生的光濾波器的周期；

所述光帶通濾波器用于濾除所接收到的光信號中的泵浦光信號；

所述色散元件用于實現光信號頻率向時間的映射，以產生微波脈沖信號；

所述光電探測器用于對于光信號進行光電轉換，得到微波信號；

所述采樣示波器用于測量產生的微波信號，觀測產生的微波信號的時域波形；

所述信號源分析儀用于測量產生的微波信號的頻譜。

其中，所述第一碼型發生器與所述鎖模脈沖激光器同步。

其中，所述脈沖光信號的占空比取決于第一碼型發生器輸出的調制信號的頻率。

其中，所述第一光耦合器為2×2耦合器，所述第二光耦合器為1×2耦合器。

其中，所述鎖模脈沖激光器為半導體激光器或光纖激光器。

其中，所述第一偏振控制器、第二偏振控制器、第三偏振控制器和第四偏振控制器為光纖結構的偏振控制器、波導結構的偏振控制器或空間結構的偏振控制器。

其中，所述窄線寬激光器為半導體激光器或光纖激光器。