[發明專利]基于垂直腔半導體激光器的寬帶微波信號產生裝置及方法

有效

• 申請號: 202110200339.6
• 申請日: 2021-02-23
• 公開（公告）號: CN113013726B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 盧靜;趙淑平;劉浩
• 申請（專利權）人: 重慶電子工程職業學院
• 主分類號: H01S5/068
• 分類號: H01S5/068;H01S5/00;H01S5/183
• 代理公司: 重慶志一加誠專利代理事務所(普通合伙) 50278
• 代理人: 鄧波

本發明提供了一種基于垂直腔半導體激光器的寬帶微波信號產生裝置及方法，屬于微波光子學技術領域，包括信號發生模塊，用于將垂直腔面半導體激光器發出的光束信號分為兩部分，其中，一部分光電信號進入光電反饋模塊，另一部分光電信號經分光器分量分離，并經光電反饋模塊濾除干擾信號；光電反饋模塊，用于接收信號發生模塊的光電信號，并濾除干擾信號，將光電信號反饋回垂直腔面半導體激光器，形成光電反饋；控制模塊，用于調節所述垂直腔面半導體激光器的偏置電流和溫度，以獲取具有信號純凈、超寬帶的微波信號。

技術領域

本發明屬于微波光子學技術領域，尤其涉及一種基于垂直腔半導體激光器的寬帶微波信號產生裝置及方法。

背景技術

隨著光纖通信技術和微波質技術的快速發展，兩者之間聯系越發緊密，一方面，光纖通信技術的大寬帶，低耗能，抗電磁干擾等優點可以用于解決微波信號的產生，傳輸與處理遇到的一些問題，另一方面，微波技術在高容量光纖通信系統的收發模塊中發揮著重要的作用。

目前單頻微波信號的光子學生產方法一般包括直接調制法、外部調制法等，直接調制法由于受激光器調制帶寬的限制無法獲取高頻微波信號；與直接調制法比較，雖然外部調制法可以產生頻率較高的微波信號，但外調制器需要高的驅動電壓同時將引入較大的損耗。相應的，基于垂直腔半導體激光器的研究受到了人們的廣泛關注，且在適當的偏置電流下垂直腔半導體激光器可同時輸出兩個正交的偏振分量，為雙路寬帶微波信號的獲取提供了可能，因此，探究基于垂直腔半導體激光器產生優質的微波信號以滿足更多領域的應用需要有著重要的意義和實用價值。

發明內容

針對現有技術中的上述不足，本發明提供的一種基于垂直腔半導體激光器的寬帶微波信號產生裝置及方法，以獲取具有信號純凈、超寬帶的微波信號。

為了達到以上目的，本發明采用的技術方案為：

本方案提供一種基于垂直腔半導體激光器的寬帶微波信號產生裝置，包括信號發生模塊、光電反饋模塊以及控制模塊；

所述信號發生模塊，用于將垂直腔面半導體激光器發出的光束信號分為兩部分，其中，一部分光電信號進入光電反饋模塊，另一部分光電信號經分光器分量分離，并經光電反饋模塊濾除干擾信號；

所述光電反饋模塊，用于接收信號發生模塊的光電信號，并濾除干擾信號，將光電信號反饋回垂直腔面半導體激光器，形成光電反饋；

所述控制模塊，用于調節所述垂直腔面半導體激光器的偏置電流和溫度。

進一步地，所述信號發生模塊包括依次連接的垂直腔半導體激光器、光隔離器、第一非球面透鏡、偏振控制器以及光分器，所述光分器與光電反饋模塊連接。

再進一步地，所述光電反饋模塊包括與所述光分器連接的第二非球面透鏡、與所述第二非球面透鏡連接的光纖直準器、與所述光纖直準器連接的第一光電耦合器、分別與第一光電耦合器連接的第一光電隔離器和第二光電隔離器、與所述第一光電隔離器連接的第三光電耦合器、與所述第三光電耦合器連接的第一光電探測器、與所述第二光電隔離器連接的第四光電耦合器、與第四光電耦合器連接的第二光電探測器、分別與第一光電探測器和第二光電探測器連接的第五光電耦合器、與所述第五光電耦合器連接的電放大器、與所述電放大器連接的電衰減器以及與所述電衰減器連接的射頻偏置器。

再進一步地，所述第一光電探測器與第三光電耦合器通過傳感光纖連接；所述第二光電探測器與第四光電耦合器通過傳導光纖連接。

再進一步地，所述第三光電耦合器、第四光電耦合器、傳感光纖以及傳導光纖構成抗擾結構。

再進一步地，所述第一光電探測器和第二光電探測器中兩路光電信號相位差的表達式如下：

ΔΦ＝ΔΦ₀+ΔΦ_s