[發明專利]變頻移相一體化光子微波混頻裝置

有效

• 申請號: 201811251085.5
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN109150314B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 李若明;李王哲;董靖雯
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/532;H04B10/54;H04B10/548;H04B10/61
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種光子微波混頻裝置，其特征在于，包括：

激光器，用于產生激光；

偏振復用平行光調制器，用于將所述激光分束成第一路激光和第二路激光，將射頻信號和本振信號分別調制在所述第一路激光和所述第二路激光上產生由±1階光邊帶構成的光射頻信號和光本振信號，調節所述光射頻信號和光本振信號其中一路信號的偏振方向，使所述光射頻信號和光本振信號的偏振方向正交，并將偏振方向垂直的光射頻信號和光本振信號偏振合束為偏振正交復用光信號；

雙偏振光濾波器，用于濾除所述偏振正交復用光信號的光載波和無用光邊帶；

光域移相器，用于改變所述偏振正交復用光信號中光射頻信號和光本振信號的相對群延時或相對光相位，產生相位可調的偏振正交復用光信號；

光相干探測器，用于根據所述相位可調的偏振正交復用光信號產生相位可調的I/Q路電中頻信號；

其中，器件之間通過保偏光纖連接。

2.根據權利要求1所述的光子微波混頻裝置，其特征在于，所述偏振復用平行光調制器包括：

保偏光分束器，用于將所述激光分束成第一路激光和第二路激光；

第一電光強度調制器，用于將所述射頻信號調制在所述第一激光上產生光射頻信號；

第二電光強度調制器，用于將所述本振信號調制在所述第二激光上產生光本振信號；

偏振旋轉器，用于將所述光射頻信號和所述光本振信號其中一路信號的偏轉方向旋轉90°，使所述光射頻信號和所述光本振信號的偏振方向正交；

偏振光合束器，將偏振方向正交的光射頻信號和光本振信號偏振合束為所述偏振正交復用光信號。

3.根據權利要求1所述的光子微波混頻裝置，其特征在于，所述光相干探測器包括：

偏振光分束器，用于根據偏振方向將所述相位可調的偏振正交復用光信號分束為a、b兩路光信號；

光相位混合耦合器，用于根據所述a、b兩路光信號產生c、d、e、f路光信號；

第一平衡探測器，用于將所述c、d路光信號轉化為電信號并做差產生所述相位可調的I路電中頻信號；

第二平衡探測器，用于將所述e、f路光信號轉化為電信號并做差產生所述相位可調的Q路電中頻信號。

4.根據權利要求3所述的光子微波混頻裝置，其特征在于，所述c、d、e、f路光信號的電場E_c、E_d、E_e、E_f與所述a、b路光信號的電場E_a、E_b的關系滿足E_c∝E_a+E_b、E_d∝E_a-E_b、E_e∝E_a+iE_b及E_d∝E_a-iE_b。

5.根據權利要求1所述的光子微波混頻裝置，其特征在于，調節所述光域移相器中加載到所述偏振正交復用光信號中光射頻信號和光本振信號分別對應的光波導的直流偏置電壓大小或對所述偏振正交復用光信號中光射頻信號和光本振信號分別引入不同群延時，以調節所述I/Q路電中頻信號的相位。

6.根據權利要求2所述的光子微波混頻裝置，其特征在于，所述第一電光強度調制器和所述第二電光強度調制器保持在載波抑制模式，用于在調制過程中抑制所述光載波并產生均由±1階光邊帶構成的所述光射頻信號和所述光本振信號。

7.根據權利要求3所述的光子微波混頻裝置，其特征在于，所述a路信號對應于所述光射頻信號，所述b路信號對應于所述光本振信號。

8.根據權利要求3所述的光子微波混頻裝置，其特征在于，所述光相位混合耦合器為光90度混合耦合器。

9.根據權利要求1所述的光子微波混頻裝置，其特征在于，所述光子微波混頻裝置的各器件的偏振消光比至少為25dB。

10.根據權利要求1所述的光子微波混頻裝置，其特征在于，所述激光器產生的激光的波長和偏振態保持不變。