[發明專利]一種基于頻移反饋腔的寬帶可調諧正弦調頻激光信號產生方法

有效

• 申請號: 202010323342.2
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111668696B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 楊宏志;王磊;毛葉飛;高原
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: H01S5/062
• 分類號: H01S5/062;H01S5/00
• 代理公司: 北京薈英捷創知識產權代理事務所(普通合伙) 11726
• 代理人: 左文

本發明提供一種基于頻移反饋腔的寬帶可調諧調頻激光信號產生方法及裝置，通過簡單調節相對于反饋腔基頻的偏離量Δf，即可實現調頻指數連續可調的寬帶調頻信號,并具有脈沖重復頻率連續可調、調制指數大、寬帶可調諧、結構簡單，便于應用等特點。

技術領域

本發明涉及光電子技術，特別是涉及一種基于頻移反饋腔的寬帶可調諧調頻激光信號產生方法及裝置。

背景技術

隨著現代通信技術的快速發展，無線電技術的應用越來越廣，其使用范圍涵蓋了宇航、通信、導航、軍事裝備等諸多民用和軍事領域，成為了提高生產能力、改善生活環境、加快經濟發展、提升軍隊戰斗力等方面所不可或缺的手段和工具。這其中，寬帶正弦調頻信號因具有較強的抗干擾能力，可以實現帶寬與信噪比的互換，而被廣泛應用于長距離高質量的通信系統中，如空間和衛星通信、調頻立體聲廣播、短波電臺等。除此之外，現代雷達也廣泛采用寬帶調頻信號，因其具有抗干擾能力強，抗截獲能力強等特點。

利用傳統電子技術產生寬帶正弦調頻信號時，受電子器件的帶寬和速度影響，難以直接獲得穩定度高、帶寬大、調制指數大的寬帶正弦調頻信號。相對于電子學方法，通過光學的方法將微波以副載波的形式加載到光波上，在光域中處理微波信號，可以避開電域的電學干擾，其優點是具有較強的抗電磁干擾能力，相位噪聲低，能夠產生穩定度高、帶寬大、可調諧的高頻信號。

此外，在現有的基于反饋腔的調頻應用中，通常令電光相位調制的調制頻率等于反饋腔頻的整數倍，從而在實施電光相位調制時令調制頻率在反饋腔基頻若干整數倍之間變換，該調節方式可以實現連續激光向超短脈沖激光的轉換，但不能產生寬帶調頻(正弦)脈沖。除此之外，其他光電子學方法也可以產生寬帶正弦調制信號，但存在許多問題：1)調制指數k較小，無法提供足夠大的調制指數；2)無法實現脈沖重復頻率連續可調；3)結構復雜、價格昂貴，不利于應用。

因此，亟需針對頻移反饋腔的頻率調制，提出脈沖重復頻率連續可調、調制指數大、寬帶可調諧、結構簡單，便于應用的寬帶可調諧調頻激光信號產生方法及裝置。

發明內容

為克服上述現有技術的缺陷，本發明的第一方面，提供一種基于頻移反饋腔的寬帶可調諧調頻激光信號產生方法，其特征在于，所述方法包括：

設置電光相位調制的調制頻率f_m＝pf_c+Δf，即令f_m偏離反饋腔基頻f_c整數p倍，其中偏離量為Δf并滿足Δf＜＜f_c；

令種子激光注入所述反饋腔，經所述電光相位調制后生成調頻激光信號；

通過調節所述偏離量Δf，實現對所述調頻激光信號的寬帶可調諧。

進一步的，所述反饋腔包括反饋環路，所述種子激光注入所述反饋環路，經所述電光相位調制后生成所述調頻激光信號。

進一步的，所述電光相位調制的調制信號為寬帶正弦調制信號，所述調頻激光信號為正弦頻率調制激光信號；當將所述電光相位調制的調制深度設置為π時，該正弦頻率調制激光信號的瞬時頻率滿足：

f_t＝|kf_msin(2πf_mt-πΔfτ)+f_i|；

其中，k為調頻指數，滿足k＝1/(2Δfτ)；τ為所述種子激光在所述反饋環路中傳輸一周所需的時間；t為當前時刻；f_i為所述寬帶正弦調制信號的載波頻率，滿足：

f_i＝round{(ω₀τ-2pπ)/2πafτ}×f_m；

其中，round{}為取整函數；ω₀為所述種子激光的角頻率。