[發(fā)明專利]一種基于IQ調制器級聯的片上微波光子濾波系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210240971.8
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN114584221B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設計）人: 李朝暉;彭文濤;朱坤;宋景翠;李瑞華;易瑜凱;黃書強;馮元華
• 申請（專利權）人: 中山大學;暨南大學;南方海洋科學與工程廣東省實驗室（珠海）
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;H04B10/516
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 禹小明

本發(fā)明提出一種基于IQ調制器級聯的片上微波光子濾波系統(tǒng)，包括激光器、分光器、任意波形發(fā)生器、第一IQ調制器、第二IQ調制器、第三IQ調制器、第一光放大器、第二光放大器、第三光放大器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、環(huán)形器、隔離器、SBS介質、光電探測器和矢量網絡分析儀。通過第一IQ調制器對泵浦光載波進行光頻梳擴展，得到光頻梳，以及通過第二IQ調制器將光頻梳調制為目標泵浦光，并使用光放大器對目標泵浦光進行功率帶寬放大處理，解決了單調制器多頻率梳齒功率帶寬不足的問題，克服了SBS介質的局限性，增大了微波光子濾波器系統(tǒng)的整體帶寬，擴大了微波光子濾波器系統(tǒng)的帶寬調節(jié)范圍。

技術領域

本發(fā)明涉及信號處理領域，更具體地，涉及一種基于IQ調制器級聯的片上微波光子濾波系統(tǒng)及方法。

背景技術

微波光子濾波器是在光域上對微波信號進行處理，微波信號被調制器調制到光載波上，之后在光域對載有微波信號的光信號進行處理，最后通過光電探測器輸出所需的微波信號，解決了電域里處理信號時產生的電子瓶頸。在微波光子信號處理通信系統(tǒng)中，相鄰信號間的串擾會影響信號的質量，對微波信號的濾波器帶寬和分辨率產生限制。因此，設計高分辨率且大帶寬的微波光子濾波器是目前重要的研究方向。

現有一種基于少模光纖布拉格光柵的微波光子濾波器，所述微波光子濾波器由激光器、電光調制器、少模光纖布拉格光柵延遲線模塊、少模光纖環(huán)形器光子燈籠、合束器、光電探測器及矢量網絡分析儀組成。所述微波光子濾波器通過改變少模光纖布拉格光柵的反射波長和諧振波長，激發(fā)少模光纖布拉格光柵的不同模式，從而改變?yōu)V波器的中心頻率，實現不同幅度、相位和延遲的微波信號的濾波。

然而，由于制作完成的光纖布拉格光柵的反射譜和諧振譜的形狀難以改變，所以基于光纖布拉格光柵而設計的微波光子濾波器的帶寬調節(jié)范圍窄，響應譜形也很難有較大的變化。

發(fā)明內容

本發(fā)明為解決現有微波光子濾波器存在的帶寬調節(jié)范圍窄的缺陷，提供一種基于IQ調制器級聯的片上微波光子濾波系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的技術方案如下：

第一個方面，本發(fā)明提出一種基于IQ調制器級聯的片上微波光子濾波系統(tǒng)包括激光器、分光器、任意波形發(fā)生器、第一IQ調制器、第二IQ調制器、第三IQ調制器、第一光放大器、第二光放大器、第三光放大器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、環(huán)形器、隔離器、SBS介質、光電探測器；所述激光器輸出光載波傳輸至所述分光器，所述分光器的第一輸出端輸出泵浦光載波，所述分光器的第二輸出端輸出信號光載波；所述泵浦光載波依次經過所述第一IQ調制器、第一光放大器、第二IQ調制器、第二光放大器和第一偏振控制器后，經環(huán)形器傳輸至所述SBS介質；其中所述任意波形發(fā)生器分別向第一IQ調制器和第二IQ調制器輸出電頻梳；待濾波信號經第三IQ調制器輸入片上微波光子濾波系統(tǒng)，且待濾波信號與所述信號光載波在第三IQ調制器中進行調制，再依次經過第二偏振控制器、第三光放大器、隔離器和SBS介質后，經環(huán)形器傳輸至所述光電探測器，所述光電探測器輸出微波信號。

本技術方案中，將泵浦光載波輸入第一IQ調制器，同時，任意波形發(fā)生器的第一輸出端輸出電頻梳傳輸至第一IQ調制器，將電頻梳調制到泵浦光載波上，并調節(jié)第一IQ調制器的控制偏壓抑制載波單邊帶，對電頻梳進行光頻梳擴展，得到光頻梳；所述第一光放大器對所述光頻梳進行功率帶寬放大；將進行功率帶寬擴展放大后的光頻梳輸入第二IQ調制器，同時任意波形發(fā)生器調制電頻梳的頻率至目標泵浦光頻率，并將電頻梳傳輸至第二IQ調制器，將電頻梳調制到光頻梳上，并調節(jié)第二IQ調制器的控制偏壓抑制載波單邊帶，將所述光頻梳調制為目標泵浦光；目標泵浦光依次經過第二光放大器和第一偏振控制器，使目標泵浦光的功率達到激發(fā)SBS介質產生受激布里淵散射增益或受激布里淵散射增益的閾值功率，最后通過環(huán)形器將目標泵浦光輸入SBS介質，目標泵浦光激發(fā)SBS介質產生受激布里淵散射增益或受激布里淵散射吸收。