[發明專利]一種快前沿微波脈沖產生裝置及方法

有效

• 申請號: 202110598558.4
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113540942B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 呂彥佳;馬陽雪;竇玉杰;徐超;張偉婷
• 申請（專利權）人: 北京無線電測量研究所
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/00;H01S3/115;H01S3/1115
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 王德楨

本發明實施例公開一種快前沿微波脈沖產生裝置和方法，所述裝置包括：微波信號源、耗散孤子共振鎖模光纖激光器、InGaAs光電導開關；所述微波信號源用于產生單頻微波信號；所述耗散孤子共振鎖模光纖激光器用于產生矩形光脈沖信號；所述InGaAs光電導開關的射頻輸入端用于接收所述單頻微波信號，所述InGaAs光電導開關的光輸入端用于接收所述矩形光脈沖信號；所述InGaAs光電導開關受所述矩形光脈沖信號控制的周期性地通斷，對所述單頻微波信號進行切割，從而產生快前沿的微波脈沖。本發明解決了微波脈沖上升時間慢的問題，利用具有亞ps量級切換時間的InGaAs高速光電導開關和耗散孤子共振矩形光脈沖對微波脈沖進行切割，產生脈沖上升沿小于1ps的快前沿微波脈沖。

技術領域

本發明涉及光電技術領域，更具體地，涉及一種快前沿微波脈沖產生裝置及方法。

背景技術

快前沿微波脈沖廣泛應用于雷達系統、高速測試、圖像處理、高功率微波武器等眾多領域，這些領域對微波脈沖信號上升時間的追求是無止境的。采用階躍恢復二極管、隧道二極管以及非線性傳輸線等傳統電學方法對脈沖邊沿進行壓縮，可以產生上升時間和下降時間極短的脈沖。然而由于電子器件速率的限制，這些超快沿脈沖無法搬移到微波頻段。而常用的電開關例如火花隙開關、冷陰極閘流管、微波三極管、MOSFET等，開關速度只能達到ns量級，而且體積龐大，裝備復雜，觸發抖動及延遲較大，而且可靠性也較差，很難滿足日益增長的應用需求。與傳統電子開關比較，光電導開關具備導通速度快、結構簡單、集成度高、觸發抖動小、插入損耗小、驅動電壓低或無需驅動電壓、重復頻率高、電磁兼容良好等優點。目前最常用的光電導開關采用LT-GaAs材料，載流子壽命為10ps。然而其截止波長為850nm，此波段附近的超短脈沖光源通常體積龐大、價格昂貴，而且無法產生耗散孤子共振矩形光脈沖，對于快前沿微波脈沖產生系統來說并不合適。

發明內容

有鑒于此，本發明第一個實施例提供一種快前沿微波脈沖產生裝置，包括：微波信號源、耗散孤子共振鎖模光纖激光器、InGaAs光電導開關；

所述微波信號源用于產生單頻微波信號；

所述耗散孤子共振鎖模光纖激光器用于產生矩形光脈沖信號；

所述InGaAs光電導開關的射頻輸入端用于接收所述單頻微波信號，所述InGaAs光電導開關的光輸入端用于接收所述矩形光脈沖信號；

所述InGaAs光電導開關受所述矩形光脈沖信號控制的周期性地通斷，對所述單頻微波信號進行切割，從而產生快前沿的微波脈沖。

在一個具體實施方式中，所述矩形光脈沖信號上升和下降均時間小于1ps。

在一個具體實施方式中，所述耗散孤子共振鎖模光纖激光器所用鎖模技術為反向可飽和吸收體。。

在一個具體實施方式中，所述單頻微波信號與所述矩形光脈沖分別通過所述射頻輸入端和所述光輸入端同時進入InGaAs光電導開關。

在一個具體實施方式中，所述InGaAs光電導開關的切換時間小于1ps，所述快前沿的微波脈沖上升時間小于1ps。

在一個具體實施方式中，所述耗散孤子共振鎖模光纖激光器能夠通過改變諧振腔結構和泵浦功率產生不同脈沖寬度和峰值功率的矩形光脈沖。

在一個具體實施方式中，所述耗散孤子共振鎖模光纖激光器的輸出波長范圍為800nm至3500nm。

本發明第二個實施例提供一種快前沿微波脈沖產生方法，包括：

微波信號源產生單頻微波信號；

耗散孤子共振鎖模光纖激光器產生矩形光脈沖信號；

InGaAs光電導開關的射頻輸入端接收所述單頻微波信號，InGaAs光電導開關的光輸入端接收所述矩形光脈沖信號；