[發(fā)明專利]基于布里淵光載波恢復的可調(diào)諧單通帶微波光子濾波器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610159350.1
• 申請日: 2016-03-21
• 公開（公告）號: CN105607302B
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設計）人: 李冠鵬;漆曉瓊;王輝;謝亮
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G02F1/035
• 分類號: G02F1/035
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 湯保平

本發(fā)明公開了一種基于布里淵光載波恢復的可調(diào)諧單通帶微波光子濾波器，其包括：可調(diào)諧激光器、光耦合器、第一光放大器與第二光放大器、第一光環(huán)形器與第二光環(huán)形器、復繞在一起的第一段單模光纖與第二段單模光纖、第一光偏振控制器與第二光偏振控制器、馬赫增德爾調(diào)制器、光纖法珀濾波器、光隔離器、高速光電探測器、電矢量網(wǎng)絡分析儀。利用本發(fā)明，可實現(xiàn)單通帶頻率響應的微波光子濾波器，改變可調(diào)諧激光器的出光波長，實現(xiàn)微波光子濾波器濾波通帶的寬帶可調(diào)諧。

技術領域

本發(fā)明涉及光纖通信與微波光子信號處理領域，尤其涉及一種基于受激布里淵散射的微波光子濾波器。

背景技術

微波光子濾波器相對傳統(tǒng)電子微波濾波器具有低損耗、高帶寬、抗電磁干擾、靈活的可調(diào)諧與可重構性等優(yōu)點，在雷達、電子戰(zhàn)系統(tǒng)以及無線通信領域引起了廣泛的研究與應用。傳統(tǒng)的微波光子濾波器是基于離散時間信號處理結構的，其頻率響應存在多次諧波通帶的問題，但是在許多應用中都需要單通帶微波濾波器以獲得寬的頻率抑制范圍，避免頻譜重疊。

因此，許多方法與技術都在努力擴大微波光子濾波器的自由頻譜范圍或者直接實現(xiàn)單振蕩響應。其中基于馬赫增德爾干涉計或者二維硅基液晶開關陣列的寬譜光源光譜切割技術，能解決離散延遲結構造成的周期性濾波通帶，但是馬赫增德爾干涉計對周圍環(huán)境與溫度敏感，二維硅基液晶開關陣列結構復雜同時載波抑制效應嚴重限制了濾波器的頻率可調(diào)諧性；基于陷波環(huán)形諧振器、相移光纖布拉格光柵、受激布里淵散射的相位調(diào)制到強度調(diào)制轉(zhuǎn)換技術，能實現(xiàn)光域濾波或放大到微波光子濾波器電響應的映射，但是環(huán)形諧振器的穩(wěn)定性與陷波帶寬嚴重限制了此微波光子濾波器的可用性，相移光纖布拉格光柵的通帶帶寬限制了濾波器的可調(diào)諧范圍，而基于受激布里淵散射的微波光子濾波器的濾波帶寬為固定的布里淵增益帶寬，濾波器的可重構性差。

近年來，基于光載波恢復的微波光子濾波器由于具有單通帶、寬帶可調(diào)諧等優(yōu)點，被提出并研究，此微波光子濾波器的原理是利用光濾波器濾波得到相位調(diào)制或者強度調(diào)制的一個邊帶，然后利用光纖中受激布里淵散射效應或者DFB-SOA的選頻放大作用恢復被濾除的信號光載波，從而得到光濾波器通帶以內(nèi)的微波信號，實現(xiàn)光域到電域的直接映射，但是現(xiàn)有的基于布里淵載波恢復的微波光子濾波器結構復雜，利用偏振調(diào)制器、起偏器與偏振控制器構成復雜的移頻裝置，需要一個外部微波源控制布里淵泵浦光的頻移量，同時需要兩個光帶通濾波器實現(xiàn)移頻邊帶的選通濾波以及RF信號光的光單邊帶調(diào)制，此微波光子濾波器除了結構復雜，光纖中受激布里淵頻移量還與光載波波長、光纖的應力、溫度環(huán)境有關，由于布里淵增益帶寬很窄，所以報道的基于布里淵載波恢復的微波光子濾波器結構在工作與調(diào)諧過程中，還需要不停調(diào)節(jié)泵浦光頻移量以保證信號光載波處于布里淵增益帶寬以內(nèi)。而基于DFB-SOA光載波恢復的微波光子濾波器需要昂貴的可調(diào)諧光帶通濾波器來實現(xiàn)微波光子濾波器的調(diào)諧。

本發(fā)明專利利用布里淵激光器產(chǎn)生下移頻的激光作為微波信號的光載波，然后用未移頻的激光作為布里淵泵浦光恢復被光纖法珀濾波器濾除了的信號光載波，從而實現(xiàn)光域濾波到電域濾波的映射，由于下移頻與載波恢復所用兩段光纖復繞在同一光纖盤上，其溫度與應力環(huán)境一致，所以布里淵泵浦光與信號光載波自適應滿足光纖中布里淵頻率量，本發(fā)明專利提出的單通帶微波光子濾波器通過調(diào)節(jié)信號光載波與光纖法珀濾波器通帶中心頻率的間距，可實現(xiàn)此微波光子濾波器濾波通帶的連續(xù)可調(diào)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明專利主要針對解決傳統(tǒng)離散延遲結構微波光子濾波器周期性濾波通帶的問題，同時也需要解決現(xiàn)有布里淵載波恢復微波光子濾波器結構復雜，工作與調(diào)諧過程中布里淵頻移量變化導致的載波恢復穩(wěn)定性問題。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明專利采用如下技術方案。

一種基于布里淵光載波恢復的可調(diào)諧單通帶微波光子濾波器，其包括：