[發(fā)明專利]基于鎖模激光器的上下變頻系統(tǒng)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201811343880.7 | 申請日: | 2018-11-12 |
| 公開(公告)號: | CN109193318B | 公開(公告)日: | 2020-04-21 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 李明;劉大鵬;林志星;祝寧華 | 申請(專利權(quán))人: | 中國科學(xué)院半導(dǎo)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(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021 | 代理人: | 張宇園 |
| 地址: | 100083 *** | 國省代碼: | 北京;11 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 基于 激光器 上下 變頻 系統(tǒng) | ||
本發(fā)明公開了一種基于鎖模激光器的上下變頻系統(tǒng),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(qū)動雙偏振馬赫增德爾調(diào)制器實現(xiàn)輸入頻率的載波抑制單邊帶調(diào)制然后輸出;另一路進入可調(diào)光延遲線通過調(diào)節(jié)該路的延時控制兩路拍頻間隔實現(xiàn)頻率變化然后輸出;兩路信號輸出后輸入光耦合器實現(xiàn)合束,最后進入光電探測器實現(xiàn)上下兩路信號的拍頻,得到新的頻率。本發(fā)明基于鎖模激光器的上下變頻系統(tǒng),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(xiàn)上下變頻,變頻的范圍準(zhǔn)連續(xù)可調(diào),得到信號穩(wěn)定且質(zhì)量高。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及微波光子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種基于鎖模激光器的上下變頻系統(tǒng)。
背景技術(shù)
微波的變頻技術(shù)十分重要,但傳統(tǒng)方法得到高頻率的微波信號需要多次變頻,系統(tǒng)復(fù)雜且成本高昂。而微波光子變頻技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在軍用設(shè)施和民用設(shè)施等多個場景,如雷達系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)、電子對抗系統(tǒng)、光通信系統(tǒng)當(dāng)中,意義重大。微波光子變頻技術(shù)具有抗電磁干擾、可調(diào)諧、大帶寬等優(yōu)勢,所以產(chǎn)生了許多基于微波光子技術(shù)的變頻方案。
目前基于微波光子技術(shù)的變頻方案主要有,基于直調(diào)激光器和馬赫增德爾干涉結(jié)構(gòu)的頻率到強度調(diào)制的轉(zhuǎn)換,這種方案結(jié)構(gòu)簡單但變頻范圍較窄,僅10GHz左右;基于單個或多個級聯(lián)強度調(diào)制器實現(xiàn)變頻,這種方案受到調(diào)制器傳輸曲線的影響容易產(chǎn)生其它頻率的雜波;基于光電探測器的非線性效應(yīng)來實現(xiàn)變頻,這種方案多用于上變頻系統(tǒng)當(dāng)中。
綜上,相對于傳統(tǒng)的微波變頻技術(shù),基于微波光子系統(tǒng)的變頻技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。然而目前主流的微波光子變頻系統(tǒng)存在著變頻范圍較窄、信號純度較低、應(yīng)用場景局限等不足。
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的上述不足,本發(fā)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(tǒng),以期至少部分地解決上述技術(shù)問題中的至少之一。
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明提供了一種基于鎖模激光器的上下變頻系統(tǒng),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(qū)動雙偏振馬赫增德爾調(diào)制器實現(xiàn)輸入頻率的載波抑制單邊帶調(diào)制然后輸出;
另一路進入可調(diào)光延遲線通過調(diào)節(jié)該路的延時控制兩路拍頻間隔實現(xiàn)頻率變化然后輸出;
兩路信號輸出后輸入光耦合器實現(xiàn)合束,最后進入光電探測器實現(xiàn)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(chǎn)生微環(huán)光學(xué)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(fù)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(diào)光濾波器。
進一步的,色散補償光纖具有和鎖模激光器重復(fù)頻率相匹配的長度和負色散系數(shù)。
進一步的,光耦合器具有分光作用,實現(xiàn)系統(tǒng)中光的分束和合束。
進一步的,雙驅(qū)動雙偏振馬赫增德爾調(diào)制器是基于鈮酸鋰材料的調(diào)制器或替換為光信號發(fā)射機。
進一步的,可調(diào)光延遲線是基于空間光傳輸?shù)墓庋舆t線,實現(xiàn)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(fā)明提供的上下變頻系統(tǒng)為以上描述中任一器件或結(jié)構(gòu)構(gòu)成,或基于以上描述中任一器件或結(jié)構(gòu)但具有與之不同的數(shù)量、形狀、尺寸或配置構(gòu)成。
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