[發明專利]基于鎖模激光器的上下變頻系統

有效

• 申請號: 201811343880.7
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109193318B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 李明;劉大鵬;林志星;祝寧華
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01S3/00
• 分類號: H01S3/00;H01S3/10;H01S3/098
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 張宇園

本發明公開了一種基于鎖模激光器的上下變頻系統，包括：鎖模激光器輸出激光，送入光濾波器進行濾波后輸出濾波激光，該濾波激光進入色散補償光纖得到光信號，再進入光耦合器進行分束，該信號被分為兩路：一路進入雙驅動雙偏振馬赫增德爾調制器實現輸入頻率的載波抑制單邊帶調制然后輸出；另一路進入可調光延遲線通過調節該路的延時控制兩路拍頻間隔實現頻率變化然后輸出；兩路信號輸出后輸入光耦合器實現合束，最后進入光電探測器實現上下兩路信號的拍頻，得到新的頻率。本發明基于鎖模激光器的上下變頻系統，上下變頻范圍大，基本由光電探測器的帶寬決定，可達60GHz或更高；可以實現上下變頻，變頻的范圍準連續可調，得到信號穩定且質量高。

技術領域

本發明涉及微波光子學技術領域，尤其涉及一種基于鎖模激光器的上下變頻系統。

背景技術

微波的變頻技術十分重要，但傳統方法得到高頻率的微波信號需要多次變頻，系統復雜且成本高昂。而微波光子變頻技術被廣泛地應用在軍用設施和民用設施等多個場景，如雷達系統、衛星通信系統、電子對抗系統、光通信系統當中，意義重大。微波光子變頻技術具有抗電磁干擾、可調諧、大帶寬等優勢，所以產生了許多基于微波光子技術的變頻方案。

目前基于微波光子技術的變頻方案主要有，基于直調激光器和馬赫增德爾干涉結構的頻率到強度調制的轉換，這種方案結構簡單但變頻范圍較窄，僅10GHz左右；基于單個或多個級聯強度調制器實現變頻，這種方案受到調制器傳輸曲線的影響容易產生其它頻率的雜波；基于光電探測器的非線性效應來實現變頻，這種方案多用于上變頻系統當中。

綜上，相對于傳統的微波變頻技術，基于微波光子系統的變頻技術具有明顯的優勢。然而目前主流的微波光子變頻系統存在著變頻范圍較窄、信號純度較低、應用場景局限等不足。

發明內容

針對現有技術的上述不足，本發明的主要目的在于提供一種基于鎖模激光器的上下變頻系統，以期至少部分地解決上述技術問題中的至少之一。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下：

本發明提供了一種基于鎖模激光器的上下變頻系統，包括：

鎖模激光器輸出激光，送入光濾波器進行濾波后輸出濾波激光，該濾波激光進入色散補償光纖得到光信號，再進入光耦合器進行分束，該信號被分為兩路：

一路進入雙驅動雙偏振馬赫增德爾調制器實現輸入頻率的載波抑制單邊帶調制然后輸出；

另一路進入可調光延遲線通過調節該路的延時控制兩路拍頻間隔實現頻率變化然后輸出；

兩路信號輸出后輸入光耦合器實現合束，最后進入光電探測器實現上下兩路信號的拍頻，得到新的頻率。

進一步的，鎖模激光器為被動鎖模激光器或主動鎖模激光器或具有產生微環光學頻率梳的功能的器件。

進一步的，鎖模激光器模式之間相位鎖定，具有10nm以上的光譜范圍，重復頻率為Hz量級到百GHz量級。

進一步的，光濾波器為基于光纖法布里珀羅諧振腔的可調光濾波器。

進一步的，色散補償光纖具有和鎖模激光器重復頻率相匹配的長度和負色散系數。

進一步的，光耦合器具有分光作用，實現系統中光的分束和合束。

進一步的，雙驅動雙偏振馬赫增德爾調制器是基于鈮酸鋰材料的調制器或替換為光信號發射機。

進一步的，可調光延遲線是基于空間光傳輸的光延遲線，實現百皮秒量級的延時。

進一步的，光電探測器是鍺硅或磷化銦材料制作的光電探測器。

進一步的，本發明提供的上下變頻系統為以上描述中任一器件或結構構成，或基于以上描述中任一器件或結構但具有與之不同的數量、形狀、尺寸或配置構成。