CN105529598A - 可调线性啁啾毫米波光发生器 - Google Patents

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董小伟
王志军
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    • H01S1/00—Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range
    • H01S1/02—Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range solid

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Abstract

本发明公开一种可调线性啁啾毫米波光发生器，涉及毫米波通信领域。构成该器件的连接：第一1×2光耦合器（11）的第一、第二、第三端口分别与锁模激光器（1）、光隔离器（5）的输入端口、可调光延迟线（8）的一端相连；光隔离器（5）的输出端口连接第一光微环谐振腔（61）的输入端口；第二1×2光耦合器（12）的第一、第二、第三端口分别与光电探测器（2）、第N光微环谐振腔（6N）的输出端口、可调光延迟线（8）的另一端相连；第一至第N光微环谐振腔（61、62、……、6N）的输入、输出端口依次相连，其上载端口分别与可调多波长激光器（7）的第一至第N输出端口相连。

Description

可调线性啁啾毫米波光发生器
技术领域
本发明涉及毫米波通信领域，尤其涉及一种可调线性啁啾毫米波光发生器。
背景技术
电学毫米波发生器主要是由真空电子器件和固态功率源来承担。真空电子器件虽然可以产生很高的输出功率，但是制作工艺困难，需要强磁场和特殊的电子枪，导致器件重量增大，制造成本提高，仅适用于有限的应用场合。固态毫米波振荡器受到结电容等电气性能的影响，调谐范围较窄(小于10%)，并且幅频特性较差，相位噪声较高。因此，近年来人们提出采用光学方法产生毫米波的方案。
目前毫米波光发生器方案大致可分为：一是使用外部光学调制法，即将携带传输信息的毫米波射频信号直接加载到外部光学调制器上形成双边带调制的光学信号，在光接收机中，每个边带与中心频率拍频产生所需要的毫米波射频信号。二是采用光外差法，即传输两个频率差等于所需毫米波频率的窄线宽光波，其中之一携带所要传输信息的基带数据，当这两个光波信号传输到光探测器时，通过光外差获得毫米波信号。三是交互式光学调制法，即采用波长接近但稍微偏离光纤光栅反射范围的入射光波，当该光波通过位于光纤光栅中部的交互式调相器时发生频移，其光谱中的一小部分进入光纤光栅带宽被反射回去，如此多次产生高阶边带毫米波调制信号。利用该方法Tetsuya等人通过4.4GHz射频输入信号的12阶边带产生了52.8GHz的毫米波信号[TetsuyaKawanishi,et.al,“Integratedreciprocatingopticalmodulatorforopticalhigh-ordersidebandgeneration”,JapaneseJournalAppliedphysics,2004,43(8B):5719-5794]。但是，上述毫米波光发生系统，通常成本较高，信号形式简单，调节灵活性较差，无法满足未来宽带无线通信和雷达制导等国防发展的需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：克服现有毫米波光发生器暴露出的不可调谐及高成本，提出一种可调线性啁啾毫米波光发生器。
本发明的技术方案是：
一种可调线性啁啾毫米波光发生器，包括，锁模激光器、第一1×2光耦合器、第二1×2光耦合器、第一至第N光微环谐振腔、可调多波长激光器、光隔离器、可调光延迟线、光电探测器。
所述的锁模激光器的输出端口与第一1×2光耦合器的第一端口相连，第一1×2光耦合器的第二端口与光隔离器的输入端口相连，第一1×2光耦合器的第三端口与可调光延迟线的一端相连。
第一光微环谐振腔的输出端口连接第二光微环谐振腔的输入端口，第二光微环谐振腔的输出端口连接第三光微环谐振腔的输入端口，……，第N-1光微环谐振腔的输出端口连接第N光微环谐振腔的输入端口。
可调多波长激光器的第一至第N输出端口分别与第一至第N光微环谐振腔的上载端口相连。
光隔离器的输出端口连接第一光微环谐振腔的输入端口，第N光微环谐振腔的输出端口连接第二1×2光耦合器的第二端口，第二1×2光耦合器的第三端口与可调光延线的另一端相连，第二1×2光耦合器的第一端口与光电探测器的输入端口相连。
所述的第一光微环谐振腔的半径为10μm，第二至第N光微环谐振腔的半径依次增加5μm。
所述的可调多波长激光器第一至第N端口的输出波长分别与第一至第N微环谐振腔的中心谐振波长相一致，其输出功率在0mW～100mW之间可调。
本发明提出一种可调线性啁啾毫米波光发生器，有益效果具体如下：
(1)能输出具有线性啁啾、高频率、低噪声的脉冲毫米波。
(2)通过调节多波长激光器各端口的输出功率，能实现毫米波脉冲波形的任意调节。
附图说明
图1可调线性啁啾毫米波光发生器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图1，一种可调线性啁啾毫米波光发生器，包括，锁模激光器1、第一1×2光耦合器11、第二1×2光耦合器12、第一至第N光微环谐振腔61、62、……、6N、可调多波长激光器7、光隔离器5、可调光延迟线8、光电探测器2。
所述的锁模激光器1的输出端口与第一1×2光耦合器11的第一端口相连，第一1×2光耦合器11的第二端口与光隔离器5的输入端口相连，第一1×2光耦合器11的第三端口与可调光延迟线8的一端相连。
第一光微环谐振腔61的输出端口连接第二光微环谐振腔62的输入端口，第二光微环谐振腔62的输出端口连接第三光微环谐振腔63的输入端口，……，第N-1光微环谐振腔6N-1的输出端口连接第N光微环谐振腔6N的输入端口。
可调多波长激光器7的第一至第N输出端口分别与第一至第N光微环谐振腔61、62、……、6N的上载端口相连。
光隔离器5的输出端口连接第一光微环谐振腔61的输入端口，第N光微环谐振腔6N的输出端口连接第二1×2光耦合器12的第二端口，第二1×2光耦合器12的第三端口与可调光延迟线8的另一端相连，第二1×2光耦合器12的第一端口与光电探测器2的输入端口相连。
所述的第一光微环谐振腔61的半径为10μm，第二至第N光微环谐振腔62、……、6N的半径依次增加5μm。
所述的可调多波长激光器7的第一至第N端口的输出波长分别与第一至第N光微环谐振腔61、62、……、6N的中心谐振波长相一致，其输出功率在0mW～100mW之间可调。

Claims (3)

1.一种可调线性啁啾毫米波光发生器，其特征在于，该器件包括：锁模激光器（1）、第一1×2光耦合器（11）、第二1×2光耦合器（12）、第一至第N光微环谐振腔（61、62、……、6N）、可调多波长激光器（7）、光隔离器（5）、可调光延迟线（8）、光电探测器（2）；
上述各器件间的连接：
所述的锁模激光器（1）输出端口与第一1×2光耦合器（11）的第一端口相连，第一1×2光耦合器（11）的第二端口与光隔离器（5）的输入端口相连，第一1×2光耦合器（11）的第三端口与可调光延迟线（8）的一端相连；
第一光微环谐振腔（61）的输出端口连接第二光微环谐振腔（62）的输入端口，第二光微环谐振腔（62）的输出端口连接第三光微环谐振腔（63）的输入端口，……，第N-1光微环谐振腔（6N-1）的输出端口连接第N光微环谐振腔（6N）的输入端口；
可调多波长激光器（7）的第一至第N输出端口分别与第一至第N光微环谐振腔（61、62、……、6N）的上载端口相连；
光隔离器（5）的输出端口连接第一光微环谐振腔（61）的输入端口，第N光微环谐振腔（6N）的输出端口连接第二1×2光耦合器（12）的第二端口，第二1×2光耦合器（12）的第三端口与可调光延线（8）的另一端相连，第二1×2光耦合器（12）的第一端口与光电探测器（2）的输入端口相连。
2.根据权利要求1所述的一种可调线性啁啾毫米波光发生器，其特征在于：所述的第一光微环谐振腔（61）的半径为10μm，第二至第N光微环谐振腔（62、……、6N）的半径依次增加5μm。
3.根据权利要求1所述的一种可调线性啁啾毫米波光发生器，其特征在于：所述的可调多波长激光器（7）的第一至第N端口的输出波长分别与第一至第N光微环谐振腔（61、62、……、6N）的中心谐振波长相一致，其输出功率在0mW～100mW之间可调。
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