[發明專利]基于氣體吸收和相位調制的微波光子濾波器

有效

• 申請號: 201911351333.8
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111082874B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 婁秀濤;原子岳;董永康
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/548;G02F1/015
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張利明

1.一種基于氣體吸收和相位調制的微波光子濾波器，其特征在于，包括激光器(10)、偏振控制器(20)、相位調制器(30)、摻鉺光纖放大器(40)、一號準直器(50)、氣室(60)、二號準直器(70)和光電探測器(80)，

所述激光器(10)用于提供光載波；

偏振控制器(20)用于調節所述光載波的偏振態，使光載波的偏振態與相位調制器(30)匹配，從而優化相位調制器(30)的輸出光信號；

相位調制器(30)用于把接收到的待處理微波信號加載到光載波上，形成±1^st邊帶光信號輸出；當光載波經過相位調制后，會生成關于光載波對稱分布的±1^st邊帶，其具有相同的強度和相反的相位；這導致±1^st邊帶與光載波之間的拍頻信號也具有相同的強度和相反的相位，拍頻信號彼此相互抵消導致沒有拍頻信號能被光電探測器(80)檢測，沒有處理后的微波信號從光電探測器輸出；

摻鉺光纖放大器(40)用于將相位調制器(30)輸出的光信號進行放大獲得放大光信號；

一號準直器(50)用于將放大光信號由光纖環境耦合至自由空間，并輸入至氣室(60)；

氣室(60)用于提供濾波氣體，以濾除輸入的放大光信號的一個邊帶；

二號準直器(70)用于將濾波后的放大光信號由自由空間耦合至光纖環境；

光電探測器(80)用于探測光纖環境內濾波后的放大光信號之間的拍頻并輸出。

2.根據權利要求1所述的基于氣體吸收和相位調制的微波光子濾波器，其特征在于，

所述激光器(10)包括分布反饋式半導體激光器。

3.根據權利要求2所述的基于氣體吸收和相位調制的微波光子濾波器，其特征在于，

所述濾波氣體包括乙炔氣體、一氧化碳、氨氣或甲烷。

4.根據權利要求2所述的基于氣體吸收和相位調制的微波光子濾波器，其特征在于，

所述濾波氣體包括乙炔、一氧化碳、氨氣以及甲烷形成的混合氣體。

5.根據權利要求3所述的基于氣體吸收和相位調制的微波光子濾波器，其特征在于，

當濾波氣體為乙炔氣體：通過調節分布反饋式半導體激光器的溫度使其提供的光載波波長接近乙炔氣體吸收峰波長，所述光載波波長距離吸收峰波長的范圍為0.01nm～0.16nm；通過調節光載波波長改變±1^st邊帶光信號的波長，使相位調制器(30)輸出的邊帶光信號的波長與乙炔氣體吸收峰中心波長相互匹配。

6.根據權利要求5所述的基于氣體吸收和相位調制的微波光子濾波器，其特征在于，

所述乙炔氣體選擇在1530.37nm處的吸收線，吸收線強度為1.21×10^-20厘米/分子。

7.根據權利要求1所述的基于氣體吸收和相位調制的微波光子濾波器，其特征在于，

所述激光器(10)包括固體激光器，所述固體激光器提供光載波的波長對應濾波氣體的吸收頻率。