[發明專利]一種基于本振倍頻的微波光子混頻方法及系統

有效

• 申請號: 201810447211.8
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108667517B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 王大勇;王云新;李靜楠;楊登才;楊鋒;許家豪;戎路;趙潔;楊旭東
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 吳蔭芳

1.一種基于本振倍頻的微波光子混頻系統，由激光器、前置偏振控制器、雙偏振雙平行馬赫-曾德爾調制器、微波90°耦合器、后置偏振控制器、光纖起偏器、可調光學帶通濾波器、摻鉺光纖放大器、光電探測器組成，其中，所述雙偏振雙平行馬赫-曾德爾調制器包括第一雙平行馬赫-曾德爾調制器和第二雙平行馬赫-曾德爾調制器，兩個雙平行馬赫-曾德爾調制器分別有三個直流偏置電壓輸入口DC1、DC2、DC3和DC4、DC5、DC6，第一雙平行馬赫-曾德爾調制器的輸出信號，以及經過90°偏振旋轉器后的第二雙平行馬赫-曾德爾調制器的輸出信號接至偏振光合束器，偏振光合束器將兩個互相垂直的偏振態信號耦合后作為雙偏振雙平行馬赫-曾德爾調制器的輸出信號；其特征在于：所述激光器發出光波頻段的連續光載波，光載波經過所述前置偏振控制器調整光載波的偏振方向后對準所述雙偏振雙平行馬赫-曾德爾調制器的慢軸入射，并分成兩路分別進入兩個雙平行馬赫-曾德爾調制器；將射頻信號RF輸入微波90°耦合器以得到強度相等、相位相差90°的兩路射頻信號，將此兩路射頻信號分別輸入到第一雙平行馬赫-曾德爾調制器的兩個子馬赫-曾德爾調制器中，將所述兩路射頻信號調制到光載波上，調節第一雙平行馬赫-曾德爾調制器中的直流偏置電壓，以實現對+1或-1階射頻邊帶的載波抑制單邊帶調制；將本振信號LO通過第二雙平行馬赫-曾德爾調制器中的一個子馬赫-曾德爾調制器調制到光載波上，調節第二雙平行馬赫-曾德爾調制器中的直流偏置電壓，以實現對2階本振信號邊帶的載波抑制雙邊帶調制；所述雙偏振雙平行馬赫-曾德爾調制器的輸出信號接至所述后置偏振控制器，并通過所述光纖起偏器將偏振態互相垂直的光信號投影到一個偏振方向上，再通過所述可調光學帶通濾波器只保留-2階本振邊帶和+1或-1階射頻邊帶，之后，使用所述摻鉺光纖放大器對濾波后的信號進行功率放大，最后用所述光電探測器進行光電轉換。

2.利用權利要求1所述的一種基于本振倍頻的微波光子混頻系統獲得微波光子混頻的方法，其特征在于：

1)上變頻模式，所述雙偏振雙平行馬赫-曾德爾調制器的半波電壓為3.5V，3dB帶寬為23GHz；調節第一雙平行馬赫-曾德爾調制器中的直流偏置電壓DC1為16.1V、DC2為13.5V、DC3為21.5V，以實現對+1階射頻邊帶的載波抑制單邊帶調制；調節第二雙平行馬赫-曾德爾調制器中的直流偏置電壓DC4為12.2V、DC5為12.8V、DC6為1.8V，以實現對2階本振信號邊帶的載波抑制雙邊帶調制；所述可調光學帶通濾波器只保留-2階本振邊帶和+1階射頻邊帶；所述摻鉺光纖放大器設置為APC模式，使輸出光功率恒為1.6dBm；所述光電探測器采用帶寬為50GHz，響應度為0.65A/W的光電探測器；

2)下變頻模式，所述雙偏振雙平行馬赫-曾德爾調制器的半波電壓為3.5V，3dB帶寬為23GHz；調節第一雙平行馬赫-曾德爾調制器中的直流偏置電壓DC1為16.1V、DC2為13.5V、DC3為14.8V，以實現對-1階射頻邊帶的載波抑制單邊帶調制；調節第二雙平行馬赫-曾德爾調制器中的直流偏置電壓DC4為12.2V、DC5為12.8V、DC6為1.8V，以實現對2階本振信號邊帶的載波抑制雙邊帶調制；所述可調光學帶通濾波器只保留-2階本振邊帶和-1階射頻邊帶；所述摻鉺光纖放大器設置為APC模式，使輸出光功率恒為1.6dBm；所述光電探測器采用帶寬為50GHz，響應度為0.65A/W的光電探測器。