[發明專利]基于受激布里淵散射可調光電振蕩器的弱信號探測系統及方法

有效

• 申請號: 201811000561.6
• 申請日: 2018-08-29
• 公開（公告）號: CN108957147B
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 李明;王光強;郝騰飛;祝寧華
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

本公開提供了一種基于受激布里淵散射的可調諧光電振蕩器的弱信號探測系統包括：可調諧激光器(1)、相位調制器(2)、高非線性光纖(3)、環行器(4)、摻鉺光纖放大器(5)、光濾波器(6)、光電探測器(7)、功分器(8)、耦合器(9)、電放大器(10)、可調光衰減器(11)和泵浦激光器(12)。通過調諧信號光的中心波長，使得受激布里淵的損耗譜(增益譜)與相位調制器的一條一階邊帶重合，從而損耗(增益)相位調制的一條邊帶，由相位調制轉化為強度調制，從而將弱信號恢復出來，實現對所信號的探測與放大。

技術領域

本公開涉及微波光子學技術領域，尤其涉及一種基于受激布里淵散射的可調諧光電振蕩器的弱信號探測系統及方法。

背景技術

關于弱信號的探測與放大，在實際生活中有著非常多且重要的應用，比如在雷達電子戰，無線通信，還有天文學探測等方面。在實際中往往是在一個比較混亂的環境中接收到的較弱的信號，如何快速地把它們甄選解調出來并能對他們實施精準的探測與放大就顯得尤為重要。很多測量放大的方法被提出但是很多都難以滿足測量的瞬時性與大帶寬的要求，提出的方法主要有基于電的系統以及基于微波光子學的方法等等。在電子學方案中，因為需要的帶寬很窄的濾波器在技術上存在著限制，以及由系統中電放大器引入的噪聲使得這個方向實現起來尤為困難。而微波光子學系統，具有著大帶寬低損耗抗干擾等的優點為弱信號探測提供了一種可行的方向。比如微波光子學中的光電振蕩器系統。以往的工作中，有方案采用多模光電振蕩器為跟光電振蕩器起振模式匹配的信號提供增益放大；再另外一篇文獻中采用基于布拉格光柵的可調光電振蕩器進行弱信號探測系統能對1.5GHz-5GHz的射頻信號提供10dB的增益。但是該方案所能探測的頻率范圍較小，難以滿足的探測需求。而提出的并通過實驗驗證過的基于受激布里淵散射損耗譜的光電振蕩器系統則很好的彌補了這一缺陷。

為了能夠實現對弱信號更大頻率范圍的探測以及為弱信號提供更高的增益放大，本發明提出了一種基于受激布里淵散射的可調諧光電振蕩器的弱信號探測系統，可以通過利用受激布里淵散射的增益譜和損耗譜等兩種方案，來實現更大的頻率探測范圍以及更高增益效果的弱信號探測。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本公開提供了一種基于受激布里淵散射的可調諧光電振蕩器的弱信號探測系統及方法，以至少部分解決以上所提出的技術問題。

(二)技術方案

根據本公開的一個方面，提供了一種基于受激布里淵散射的可調諧光電振蕩器的弱信號探測系統，包括：可調諧激光器、相位調制器、高非線性光纖、環行器、摻鉺光纖放大器、光濾波器、光電探測器、功分器、耦合器、電放大器、可調光衰減器和泵浦激光器；

其中，所述可調諧激光器1的輸出端連接到相位調制器的第一輸入端，泵浦激光器輸出端連接到可調光衰減器輸入端，可調光衰減器輸出端連接到環行器第一輸入端，相位調制器的輸出端通過高非線性光纖連接到環行器第二輸入端，環行器輸出端依次連接摻鉺光纖放大器、光濾波器、光電探測器及功分器，功分器第一輸出端進行輸出，第二輸出端連接到耦合器的第一輸入端，耦合器的第二輸入端用于輸入待探測的弱信號，耦合器的輸出端連接到電放大器輸入端，電放大器輸出端連接到相位調制器第二輸入端。

在一些實施例中，可調諧激光器發出的信號光的一階邊帶與泵浦光的受激布里淵散射的損耗譜或增益譜重合，實現系統從相位調制到強度調制的轉化，通過調節可調光衰減器控制對邊帶的增益大小，實現對弱信號的探測與放大。

在一些實施例中，其中可調諧激光器，相位調制器，高非線性光纖，環行器，摻鉺光纖放大器，光濾波器，光電探測器，可調光衰減器，泵浦激光器之間通過光纖連接。

在一些實施例中，光電探測器、功分器、耦合器、電放大器、相位調制器之間通過電纜連接。