[發明專利]基于量子點激光器的毫米波生成系統及生成方法

有效

• 申請號: 201811486106.1
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109361469B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 劉麗
• 申請（專利權）人: 寧波財經學院
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/70
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 程曉明

1.一種基于量子點激光器的毫米波生成系統，其特征在于包括：

射頻信號發生器，用于輸出射頻信號；

射頻功率放大器，輸入端與所述射頻信號發生器的輸出端相連，用于接收所述的射頻信號發生器輸出的射頻信號進行放大后輸出功率放大后的射頻信號；

180度移相混合功分器，輸入端與所述射頻功率放大器的輸出端相連，用于接收所述的射頻功率放大器的輸出信號，并將其分為兩路射頻信號分別從第一輸出端和第二輸出端輸出；

InP單片集成量子點激光器，用于產生梳狀光譜信號；

雙臂馬赫增德爾調制器，輸入端與所述的InP單片集成量子點激光器連接用于接收梳狀光譜信號，上電極和下電極分別與所述的180度移相混合功分器的第一輸出端和第二輸出端連接用于接收兩路射頻信號，輸出端用于輸出調制生成的梳狀光譜信號；

單行載流子光電探測器，輸入端與所述的雙臂馬赫增德爾調制器輸出端相連，經過光電轉換在輸出端輸出毫米波信號；

當改變所述的雙臂馬赫增德爾調制器的射頻驅動信號的頻率時，輸出端獲得不同頻率間隔的新梳狀光譜，新生成的梳狀光譜經過單行載流子光電探測器獲得多個不同頻率的毫米波，改變所述的射頻信號發生器的生成射頻信號頻率即獲得頻率可調的毫米波信號。

2.如權利要求1所述的基于量子點激光器的毫米波生成系統，其特征在于所述的射頻信號發生器輸出的射頻信號功率為3dBm。

3.如權利要求1所述的基于量子點激光器的毫米波生成系統，其特征在于所述的射頻功率放大器的放大增益25dB，頻率可調諧，輸出射頻信號線寬10kHz。

4.如權利要求1所述的基于量子點激光器的毫米波生成系統，其特征在于所述的InP單片集成量子點激光器采用法布里-佩羅腔的單橫模脊波導結構，腔長為456μm，脊寬3μm，輸出頻率間隔70GHz，輸出光功率為10dBm。

5.如權利要求1所述的基于量子點激光器的毫米波生成系統，其特征在于所述的所述雙臂馬赫增德爾調制器的調制帶寬為40GHz，調制電壓最大10V。

6.如權利要求1所述的基于量子點激光器的毫米波生成系統，其特征在于所述的單行載流子光電探測器的響應頻率110GHz，驅動電壓為直流1.5v。

7.一種基于量子點激光器的毫米波生成方法，包括以下步驟：

①采用InP單片集成量子點激光器輸出功率為10dBm且頻率間隔為70GHz的等間距梳狀光譜信號，直接輸入雙臂馬赫增德爾調制器的輸入端；

②將射頻信號RF輸入射頻功率放大器進行功率放大到25dBm，將功率放大后的射頻信號輸入帶180度相移的功分器，功分器將射頻信號分為RF1和RF2兩路同頻率且反相的射頻信號，其中，RF1射頻信號輸入雙臂馬赫增德爾調制器的上電極，RF2射頻信號輸入雙臂馬赫增德爾調制器的下電極；

③通過改變射頻信號發生器的輸出射頻信號頻率，改變生成的諧波分量頻率間隔，頻率間隔應該等分70GHz；

④調節雙臂馬赫增德爾調制器的偏置電壓，從而對輸入的梳狀光譜分別進行載波抑制雙邊帶調制，產生新的諧波分量，獲得最小頻率間隔為RF信號頻率的梳狀光譜信號；

⑤將雙臂馬赫增德爾調制器輸出的梳狀光譜直接輸入單行載流子光電探測器，通過光電轉換輸出高頻毫米波信號，且生成毫米波信號的頻率可調，頻率為雙臂馬赫增德爾調制器輸出的梳狀光譜信號的最小頻率間隔或者其倍數。

8.如權利要求7所述的基于量子點激光器的毫米波生成方法，其特征在于所述的步驟④雙臂馬赫增德爾調制器的調制帶寬大于25GHz，1550nm波長的插入損耗為6dB。