CN111342329A - 连续毫米波信号产生装置及方法 - Google Patents

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CN111342329A CN202010142811.0A CN202010142811A CN111342329A CN 111342329 A CN111342329 A CN 111342329A CN 202010142811 A CN202010142811 A CN 202010142811A CN 111342329 A CN111342329 A CN 111342329A
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Abstract

本发明提出了一种连续毫米波信号产生装置及方法，其中该装置包括光纤耦合器和设置在激光谐振腔中的半导体光放大器、第一偏振控制器、保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器、第一光纤环形器、匹配保偏布拉格光纤光栅、第二光纤环形器和未泵浦的保偏掺铒光纤，半导体光放大器发射的光信号经过第一偏振控制器输入到保偏相移布拉格光纤光栅，并通过匹配保偏布拉格光纤光栅进行反射以得到两个窄带波长，并通过保偏掺铒光纤形成单纵模双波长激光，并将该激光传输至光纤耦合器，并通过光纤耦合器的第一输出端将单纵模双波长激光耦合输出至光电探测器，以产生连续毫米波信号，由此，不仅便于产生高频率的毫米波信号，而且结构简单、成本低。

Description

连续毫米波信号产生装置及方法
技术领域
本发明涉及光电子技术领域，特别涉及一种连续毫米波信号产生装置和一种连续毫米波信号产生方法。
背景技术
相关技术中，毫米波光纤无线系统中采用毫米波信号作为载波具有更大的通信带宽，可实现高速率、大带宽的无线通信，因而具有很好的研究价值和广阔的应用前景。然而现有的毫米波产生装置的结构较为复杂，且难以得到高频率的毫米波信号。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种连续毫米波信号产生装置，便于产生高频率的毫米波信号，且结构简单、成本低。
本发明的第二个目的在于提出一种连续毫米波信号产生方法。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种连续毫米波信号产生装置，包括激光谐振腔、半导体光放大器、第一偏振控制器、保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器、第一光纤环形器、匹配保偏布拉格光纤光栅、第二光纤环形器、未泵浦的保偏掺铒光纤、光纤耦合器和光电探测器，所述半导体光放大器、第一偏振控制器、保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器、第一光纤环形器、匹配保偏布拉格光纤光栅、第二光纤环形器和未泵浦的保偏掺铒光纤均设置在所述激光谐振腔中，所述半导体光放大器发射的光信号经过所述第一偏振控制器输入到所述保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器和所述第一光纤环形器，并通过所述匹配保偏布拉格光纤光栅进行反射以得到两个窄带波长，所述两个窄带波长通过所述第一光纤环形器传输至所述第二光纤环形器，并通过所述第二光纤环形器与所述未泵浦的保偏掺铒光纤相结合以形成单纵模双波长激光，所述单纵模双波长激光通过所述第二光纤环形器传输至所述光纤耦合器，并通过所述光纤耦合器的第一输出端将所述单纵模双波长激光耦合输出至所述光电探测器，以产生连续毫米波信号。
根据本发明实施例提供的连续毫米波信号产生装置，包括激光谐振腔、半导体光放大器、第一偏振控制器、保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器、第一光纤环形器、匹配保偏布拉格光纤光栅、第二光纤环形器、未泵浦的保偏掺铒光纤、光纤耦合器和光电探测器，所述半导体光放大器、第一偏振控制器、保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器、第一光纤环形器、匹配保偏布拉格光纤光栅、第二光纤环形器和未泵浦的保偏掺铒光纤均设置在激光谐振腔中，半导体光放大器发射的光信号经过第一偏振控制器输入到保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器和第一光纤环形器，并通过匹配保偏布拉格光纤光栅进行反射以得到两个窄带波长，两个窄带波长通过第一光纤环形器传输至第二光纤环形器，并通过第二光纤环形器与未泵浦的保偏掺铒光纤相结合以形成单纵模双波长激光，单纵模双波长激光通过第二光纤环形器传输至光纤耦合器，并通过光纤耦合器的第一输出端将单纵模双波长激光耦合输出至光电探测器，以产生连续毫米波信号；从而通过光纤激光技术在光电探测器上拍频实现连续毫米波信号的产生，不仅便于产生高频率的毫米信号，而且结构简单、成本低。
另外，根据本发明上述实施例提出的连续毫米波信号产生装置还可以具有如下附加的技术特征：
可选地，所述半导体光放大器的输入端与所述光纤耦合器的第二输出端相连接，所述半导体光放大器的输出端与所述第一偏振控制器的输入端相连，所述第一偏振控制器的输出端与所述保偏相移布拉格光纤光栅的输入端相连接。
可选地，所述保偏相移布拉格光纤光栅的输出端与所述第二偏振控制器的输入端相连接，所述第二偏振控制器的输出端与所述第一光纤环形器的输入端相连接，所述第一光纤环形器的反射端与所述匹配保偏布拉格光纤光栅相连接，所述第一光纤环形器的输出端与所述第二光纤环形器的输入端相连接，所述第二光纤环形器的反射端与所述未泵浦的保偏掺铒光纤的一端相连接，所述第二光纤环形器的输出端与所述光纤耦合器的输入端相连接。
可选地，所述反射镜与所述未泵浦的保偏掺铒光纤的另一端相连接，所述反射镜将所述未泵浦保偏掺铒光纤输出的单纵模双波长激光反射回所述激光谐振腔内。
可选地，所述保偏相移布拉格光纤光栅的两个窄带波长包括快轴对应窄带透射峰中心波长λ1和慢轴对应窄带透射峰中心波长λ2，所述快轴对应窄带透射峰中心波长与所述慢轴对应窄带透射峰中心波长λ2之间的波长间隔Δλ＝|λ1-λ2|。
可选地，所述保偏相移布拉格光纤光栅的快轴对应窄带透射峰中心波长与所述匹配保偏布拉格光纤光栅的快轴对应反射峰波长对准，所述保偏相移布拉格光纤光栅的慢轴对应窄带透射峰中心波长与所述匹配保偏布拉格光纤光栅的慢轴对应反射峰波长对准。
可选地，所述连续毫米波信号产生装置根据以下公式获得频率为f的连续毫米波信号：
Figure BDA0002399676800000021
其中，c为真空中的光速，λ1为快轴对应窄带透射峰中心波长，λ2为慢轴对应窄带透射峰中心波长。
可选地，所述光纤耦合器的第一输出端输出的单纵模双波长激光入射到所述光电探测器中拍频产生连续毫米波信号。
可选地，所述光纤耦合器为90:10光纤耦合器，所述光纤耦合器的第一输出端口为10％输出端口，所述光纤耦合器的第二输出端口为90％输出端口。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种连续毫米波信号产生方法，包括以下步骤：通过半导体光放大器发射光信号；将所述光信号经过第一偏振控制器输入到保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器和第一光纤环形器，并通过所述匹配保偏布拉格光纤光栅进行反射以得到两个窄带波长；将所述两个窄带波长通过所述第一光纤环形器传输至第二光纤环形器，并通过所述第二光纤环形器与未泵浦的保偏掺铒光纤相结合以形成单纵模双波长激光；将所述单纵模双波长激光通过所述第二光纤环形器传输至光纤耦合器，并通过所述光纤耦合器的第一输出端将所述单纵模双波长激光耦合输出至光电探测器，以产生连续毫米波信号。
根据本发明实施例的连续毫米波信号产生方法，首先通过半导体光放大器发射光信号，然后将光信号通过第一偏振控制器输入到保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器和第一光纤环形器，并通过匹配保偏布拉格光纤光栅进行反射以得到两个窄带波长，接着将两个窄带波长通过第一光纤环形器传输至第二光纤环形器，并通过第二光纤环形器与未泵浦的保偏掺铒光纤相结合以形成单纵模双波长激光；最后将单纵模双波长激光通过第二光纤环形器传输至光纤耦合器，并通过光纤耦合器的第一输出端将单纵模双波长激光耦合输出至光电探测器，以产生连续毫米波信号；从而通过光纤激光技术实现连续毫米波信号的产生，不仅便于产生高频率的毫米波信号，而且结构简单、成本低。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的连续毫米波信号产生装置的结构示意图；
图2为根据本发明实施例的基于连续毫米波信号产生方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
相关技术中，由于毫米波的信号频率很高，使得毫米波的产生非常困难，系统复杂且成本高；根据本发明实施例提出的连续毫米波信号产生装置，通过基于保偏相移布拉格光纤光栅的两个窄带透射峰和由未泵浦的保偏掺铒光纤作为可饱和吸收体以实现双波长单纵模光纤激光器，设计并制作保偏相移布拉格光纤光栅的窄带透射峰波长间隔为所需毫米波的频率，从而实现该波长间隔的双波长单纵模光纤激光器，并将该激光器输出的单纵模双波长激光在光电探测器上拍频得到连续毫米波信号；从而不仅便于产生高频率的毫米波信号，而且结构简单、成本低。
为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
图1为根据本发明一个实施例的连续毫米波信号产生装置的结构示意图，如图1所示，该连续毫米波信号产生装置包括：激光谐振腔、半导体光放大器2、第一偏振控制器3、保偏相移布拉格光纤光栅4、第二偏振控制器5、第一光纤环形器6、匹配保偏布拉格光纤光栅7、第二光纤环形器8、未泵浦的保偏掺铒光纤9、光纤耦合器1和光电探测器11。
其中，半导体光放大器2、第一偏振控制器3、保偏相移布拉格光纤光栅对4、第二偏振控制器5、第一光纤环形器6、匹配保偏布拉格光纤光栅7、第二光纤环形器8、未泵浦的保偏掺铒光纤9、均设置在激光谐振腔中，半导体光放大器2发射的光信号经过第一偏振控制器3输入到所述保偏相移布拉格光纤光栅4、第二偏振控制器5和第一光纤环形器6，并通过匹配保偏布拉格光纤光栅7进行反射以得到两个窄带波长，两个窄带波长通过第一光纤环形器6传输至第二光纤环形器8，并通过第二光纤环形器8与未泵浦的保偏掺铒光纤9相作用以形成单纵模双波长激光，单纵模双波长激光通过第二光纤环形器8传输至光纤耦合器1，并通过光纤耦合器1的第一输出端将单纵模双波长激光耦合输出至光电探测器11，以产生连续毫米波信号。
也就是说，半导体光放大器2、第一偏振控制器3、保偏相移布拉格光纤光栅对4、第二偏振控制器5、第一光纤环形器6、匹配保偏布拉格光纤光栅7、第二光纤环形器8、未泵浦的保偏掺铒光纤9设置在激光谐振腔中，使得半导体放大器2发射的光信号可以在激光谐振腔内形成激光振荡，从而逐渐增强能量以产生单纵模双波长激光，使其通过光纤耦合器1的第一输出端将单纵模双波长激光耦合输出至光电探测器11进行拍频以得到连续的毫米波信号。
作为一个实施例，如图1所示，半导体光放大器2的输入端与光纤耦合器1的第二输出端相连接，半导体光放大器2的输出端与第一偏振控制器3的输入端相连接，第一偏振控制器3的输出端与保偏相移布拉格光纤光栅4的输入端相连接。
作为一个实施例，如图1所示，保偏相移布拉格光纤光栅对4的输出端与第二偏振控制器5的输入端相连接，第二偏振控制器5的输出端与第一光纤环形器6的输入端相连接，第一光纤环形器6的反射端与匹配保偏布拉格光纤光栅7相连接，第一光纤环形器6的输出端与第二光纤环形器8的输入端相连接，第二光纤环形器8的反射端与未泵浦的保偏掺铒光纤9的一端相连接，第二光纤环形器8的输出端与光纤耦合器1的输入端相连接。
作为一个实施例，如图1所示，该连续毫米波信号产生装置还包括：反射镜10，反射镜10与未泵浦的保偏掺铒光纤9的另一端相连接，反射镜10将未泵浦的保偏掺铒光纤9输出的单纵模双波长激光反射回激光谐振腔内。
需要说明的是，通过反射镜10将未泵浦的保偏掺铒光纤9输出的单纵模双波长激光反射回激光谐振腔，以避免造成单纵模双波长激光跑出激光谐振腔外，从而影响毫米波信号的产生效率。
作为一个实施例，保偏相移布拉格光纤光栅4的两个窄带透射峰，其波长分别为快轴对应窄带透射峰中心波长λ1和慢轴对应窄带透射峰中心波长λ2，其波长间隔Δλ＝|λ1-λ2|，由保偏光纤快慢轴的折射率差B和光纤光栅周期Λ决定Δλ＝2BΛ；所述保偏相移布拉格光纤光栅4快轴对应窄带透射峰中心波长与所述匹配保偏布拉格光纤光栅7的快轴对应反射峰波长对准，所述保偏相移布拉格光纤光栅4慢轴对应窄带透射峰中心波长与所述匹配保偏布拉格光纤光栅7的慢轴对应反射峰波长对准。
需要说明的是，保偏相移布拉格光纤光栅4的快慢轴对应的两个窄带透射峰的波长间隔为所需毫米波信号的频率。
作为一个实施例，连续毫米波信号产生装置根据以下公式获得频率为f的连续毫米波信号：
Figure BDA0002399676800000051
其中，c为真空中的光速，λ1为快轴对应窄带透射峰中心波长，λ2为慢轴对应窄带透射峰中心波长。选择保偏光纤参数B和光纤光栅周期Λ可以产生所需频率的毫米波信号。也就是说，通过保偏相移布拉格光纤光栅4快慢轴对应的两个窄带透射峰作为激光谐振腔的窄带波长选择性器件，匹配保偏布拉格光纤光栅对7作为激光谐振腔的反射型器件，结合未泵浦的保偏掺铒光纤9作为可饱和吸收体，从而实现快轴对应窄带透射峰中心波长λ1和慢轴对应窄带透射峰中心波长λ2的单纵模双波长光纤激光输出。
作为一个实施例，如图1所示，该连续毫米波信号产生装置将光纤耦合器1的第一输出端输出的单纵模双波长激光入射到光电探测器11拍频得到毫米波信号。
作为一个实施例，光纤耦合器1为90:10光纤耦合器，光纤耦合器的第一输出端口为10％输出端口，光纤耦合器1的第二输出端口为90％输出端口。
综上所述，根据本发明实施例的连续毫米波信号产生装置，包括激光谐振腔、半导体光放大器、第一偏振控制器、保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器、第一光纤环形器、匹配保偏布拉格光纤光栅、第二光纤环形器、未泵浦的保偏掺铒光纤、光纤耦合器和光电探测器，所述半导体光放大器、第一偏振控制器、保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器、第一光纤环形器、匹配保偏布拉格光纤光栅、第二光纤环形器和未泵浦的保偏掺铒光纤均设置在激光谐振腔中，半导体光放大器发射的光信号经过第一偏振控制器输入到保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器和第一光纤环形器，并通过匹配保偏布拉格光纤光栅进行反射以得到两个窄带波长，两个窄带波长通过第一光纤环形器传输至第二光纤环形器，并通过第二光纤环形器与未泵浦的保偏掺铒光纤相结合以形成单纵模双波长激光，单纵模双波长激光通过第二光纤环形器传输至光纤耦合器，并通过光纤耦合器的第一输出端将单纵模双波长激光耦合输出至光电探测器，以产生连续毫米波信号；从而通过光纤激光技术在光电探测器上拍频实现连续毫米波信号的产生，不仅便于产生高频率的毫米波信号，而且结构简单、成本低。
为了实现上述实施例，如图2所示，本发明实施例还提出一种连续毫米波信号产生方法，包括以下步骤：
步骤101，通过半导体光放大器发射光信号。
需要说明的是，打开上述的连续毫米波信号产生装置的激光谐振器中的半导体光放大器的开关，使得半导体光放大器发射光信号。
步骤102，将光信号经过第一偏振控制器输入到保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器和第一光纤环形器，并通过所述匹配保偏布拉格光纤光栅进行反射以得到两个窄带波长。
步骤103，将两个窄带波长通过所述第一光纤环形器传输至第二光纤环形器，并通过所述第二光纤环形器与未泵浦的保偏掺铒光纤相结合以形成单纵模双波长激光。
需要说明的是，作为一个实施例，半导体光放大器、第一偏振控制器、保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器、第一光纤环形器、匹配保偏布拉格光纤光栅对、第二光纤环形器、未泵浦的保偏掺铒光纤和反射镜均设置在激光谐振腔中，匹配保偏布拉格光纤光栅快慢轴对应的反射峰波长分别和保偏相移布拉格光纤光栅快慢轴对应的两个窄带透射峰波长相匹配(波长为λ1和λ2)；利用保偏相移布拉格光纤光栅对快慢轴对应的两个窄带透射峰作为激光谐振腔的窄带波长选择性器件，匹配保偏布拉格光纤光栅作为激光谐振腔的反射型器件，结合未泵浦的保偏掺铒光纤作为可饱和吸收体以实现波长为λ1和λ2的单纵模双波长光纤激光输出。
步骤104，将单纵模双波长激光通过第二光纤环形器传输至光纤耦合器，光纤耦合器的第一输出端将所述单纵模双波长激光耦合输出至光电探测器，以产生连续毫米波信号。
作为一个实施例，获得的单纵模双波长光纤激光输出到光电探测器，得到频率为f的毫米波信号(
Figure BDA0002399676800000071
其中c为真空中的光速)。
需要说明的是，本实施例的连续毫米波信号产生方法所采用的装置为前述的连续毫米波信号产生装置，所以前述对于连续毫米波信号产生装置的实施例的解释说明同样适用于本实施例的连续毫米波信号产生方法，此处不再赘述。
综上所述，根据本发明实施例的连续毫米波信号产生方法，首先通过半导体光放大器发射光信号，然后将光信号通过第一偏振控制器输入到保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器和第一光纤环形器，并通过匹配保偏布拉格光纤光栅进行反射以得到两个窄带波长，接着将两个窄带波长通过第一光纤环形器传输至第二光纤环形器，并通过第二光纤环形器与未泵浦的保偏掺铒光纤相结合以形成单纵模双波长激光；最后将单纵模双波长激光通过第二光纤环形器传输至光纤耦合器，并通过光纤耦合器的第一输出端将单纵模双波长激光耦合输出至光电探测器，以产生连续毫米波信号；从而通过光纤激光技术实现连续毫米波信号的产生，不仅便于产生高频率的毫米波信号，而且结构简单、成本低
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种连续毫米波信号产生装置，其特征在于，包括激光谐振腔、半导体光放大器、第一偏振控制器、保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器、第一光纤环形器、匹配保偏布拉格光纤光栅、第二光纤环形器、未泵浦的保偏掺铒光纤、光纤耦合器和光电探测器，所述半导体光放大器、第一偏振控制器、保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器、第一光纤环形器、匹配保偏布拉格光纤光栅、第二光纤环形器和未泵浦的保偏掺铒光纤均设置在所述激光谐振腔中，所述半导体光放大器发射的光信号经过所述第一偏振控制器输入到所述保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器和所述第一光纤环形器，并通过所述匹配保偏布拉格光纤光栅进行反射以得到两个窄带波长，所述两个窄带波长通过所述第一光纤环形器传输至所述第二光纤环形器，并通过所述第二光纤环形器与所述未泵浦的保偏掺铒光纤相结合以形成单纵模双波长激光，所述单纵模双波长激光通过所述第二光纤环形器传输至所述光纤耦合器，并通过所述光纤耦合器的第一输出端将所述单纵模双波长激光耦合输出至所述光电探测器，以产生连续毫米波信号。
2.如权利要求1所述的连续毫米波信号产生装置，其特征在于，所述半导体光放大器的输入端与所述光纤耦合器的第二输出端相连接，所述半导体光放大器的输出端与所述第一偏振控制器的输入端相连，所述第一偏振控制器的输出端与所述保偏相移布拉格光纤光栅的输入端相连接。
3.如权利要求2所述的连续毫米波信号产生装置，其特征在于，所述保偏相移布拉格光纤光栅的输出端与所述第二偏振控制器的输入端相连接，所述第二偏振控制器的输出端与所述第一光纤环形器的输入端相连接，所述第一光纤环形器的反射端与所述匹配保偏布拉格光纤光栅相连接，所述第一光纤环形器的输出端与所述第二光纤环形器的输入端相连接，所述第二光纤环形器的反射端与所述未泵浦的保偏掺铒光纤的一端相连接，所述第二光纤环形器的输出端与所述光纤耦合器的输入端相连接。
4.如权利要求3所述的连续毫米波信号产生装置，其特征在于，还包括反射镜，所述反射镜与所述未泵浦的保偏掺铒光纤的另一端相连接，所述反射镜将所述未泵浦保偏掺铒光纤输出的单纵模双波长激光反射回所述激光谐振腔内。
5.如权利要求1所述的连续毫米波信号产生装置，其特征在于，所述保偏相移布拉格光纤光栅的两个窄带波长包括快轴对应窄带透射峰中心波长λ1和慢轴对应窄带透射峰中心波长λ2，所述快轴对应窄带透射峰中心波长与所述慢轴对应窄带透射峰中心波长λ2之间的波长间隔Δλ＝|λ1-λ2|。
6.如权利要求5所述的连续毫米波信号产生装置，其特征在于，所述保偏相移布拉格光纤光栅的快轴对应窄带透射峰中心波长与所述匹配保偏布拉格光纤光栅的快轴对应反射峰波长对准，所述保偏相移布拉格光纤光栅的慢轴对应窄带透射峰中心波长与所述匹配保偏布拉格光纤光栅的慢轴对应反射峰波长对准。
7.如权利要求6所述的连续毫米波信号产生装置，其特征在于，所述连续毫米波信号产生装置根据以下公式获得频率为f的连续毫米波信号：
Figure FDA0002399676790000021
其中，c为真空中的光速，λ1为快轴对应窄带透射峰中心波长，λ2为慢轴对应窄带透射峰中心波长。
8.如权利要求1所述的连续毫米波信号产生装置，其特征在于，所述光纤耦合器的第一输出端输出的单纵模双波长激光入射到所述光电探测器中拍频产生连续毫米波信号。
9.如权利要求2所述的连续毫米波信号产生装置，其特征在于，所述光纤耦合器为90:10光纤耦合器，所述光纤耦合器的第一输出端口为10％输出端口，所述光纤耦合器的第二输出端口为90％输出端口。
10.一种连续毫米波信号产生方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过半导体光放大器发射光信号；
将所述光信号经过第一偏振控制器输入到保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器和第一光纤环形器，并通过所述匹配保偏布拉格光纤光栅进行反射以得到两个窄带波长；
将所述两个窄带波长通过所述第一光纤环形器传输至第二光纤环形器，并通过所述第二光纤环形器与未泵浦的保偏掺铒光纤相结合以形成单纵模双波长激光；
将所述单纵模双波长激光通过所述第二光纤环形器传输至光纤耦合器，并通过所述光纤耦合器的第一输出端将所述单纵模双波长激光耦合输出至光电探测器，以产生连续毫米波信号。
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