TWI500281B - 微波功率放大裝置及方法 - Google Patents

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Yu Han Hung
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Univ Nat Cheng Kung
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Description

微波功率放大裝置及方法
本發明是關於一種微波功率放大裝置及其方法，特別是一種利用雷射的週期一非線性動態以進行微波功率放大的裝置及其方法。
通訊網路一般可區分為無線網路與有線網路兩種，前者利用微波為載具於空氣中傳遞資料，提供移動式電子裝置的通訊需求，後者則利用光波為載具於光纖中傳遞資料，提供固定式電子裝置的通訊需求，乃兩種截然不同的通訊方式與範圍。由於寬頻無線技術的快速發展，加上許多新興網路應用的衍生，致使無線通訊的資料傳輸量遽增。如果寬頻無線網路一方面要負責使用者與無線基地台間的前端資料傳送，另一方面也要肩負無線基地台與中央處理機房間的後端資料傳送，則寬頻無線技術將無法滿足多人同時使用下所需的巨量傳輸頻寬。
有鑒於寬頻光纖網路每個頻道可提供每秒數十億位元(~Gbits/s)至數百億位元(~10Gbits/s)等級的超高傳輸量，相當適合作為各式網路後端巨量資料傳送的骨幹架構，寬頻無線通訊(負責前端資料傳送)加上寬頻光纖通訊(負責後端資料傳送)的整合通訊網路(英文稱作radio-over-fiber communication network或簡稱RoF，中文則稱作無線光纖整合通訊網路或光載微波無線通訊網路)，因此成為非常重要的前瞻通訊技術與系統。
在無線光纖整合通訊網路中，為了提高微波訊號的強度進而提升終端使用者的通訊品質，一般而言有三種方法可以達成：一，在基地台中的光檢測器後增加電放大器，但為了應付日後日益劇增的資料量，所佔的頻寬會越多，電放大器勢必持續更換，此做法勢必會提高營運成本。二，在光檢測器前增加光功率放大器以增加光檢測器的入光量，但此方法極有可能因為入光量太多而造成光檢測器的毀壞。三，利用光電技術來提高微波訊號的功率，乃增加光波的調制深度(optical modulation depth)。這可藉由增加直接調制或外部調制半導體雷射時的微波功率來達成，但這一般會伴隨非線性效應的產生(例如harmonic或intermodulation distortion)，而影響接收的訊號品質。另外，光波調制深度的增加，亦可在整體的檢測光功率相同下，藉由縮減光調制邊帶(optical modulation sidebands)與光載波(optical carrier)間的光強度差來達成，通常用SCR(sideband-to-carrier ratio)為量化指標，來代表此光強度差或光波調制深度。目前的研究方法皆利用光學濾波的方式，在維持光調制邊帶的光強度不變下，減低光載波本身的光強度，以縮減兩者間的光強度差，但這伴隨整體光功率的大量衰減，需要一額外的光功率放大器進行補償。
有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的在提供一種利用半導體雷射的週期一非線性動態，於無線光纖整合通訊網路中，藉由光學調制深度的改善以進行微波訊號功率放大之裝置。本發明之微波功率放大裝置，使用一 半導體雷射作為主要元件，可彈性調整滿足不同通訊網路或是其他應用之不同微波頻率規格需求，以進行微波功率之放大。
本發明之另一目的在於提供一種利用半導體雷射的週期一非線性動態，於無線光纖整合通訊網路或其他應用中，藉由光學調制深度的改善以進行微波訊號功率放大之方法，使微波訊號的品質與誤碼率保持相同、甚至提升解碼正確率，以增進通訊網路的訊號檢測靈敏度、光纖傳輸距離及網路傳輸效能。
基於上述目的，本發明係提供一種微波功率放大裝置，其適用於無線光纖整合通訊網路中進行微波訊號之功率放大，微波功率放大裝置包含一微波功率放大模組，微波功率放大模組之輸入信號為一攜帶微波之光訊號，且攜帶微波之光訊號可為一具有至少一調制邊帶之訊號，微波功率放大模組包含功率放大雷射，功率放大雷射以週期一非線性動態將攜帶微波之光訊號轉換成為一微波功率放大之第一光訊號，其中攜帶微波之光訊號係屬於功率放大雷射之週期一非線性動態中能產生功率放大之區域內。
較佳地，微波功率放大裝置更包含微波訊號產生模組，微波訊號產生模組可用以產生攜帶微波之光訊號，微波訊號產生模組包含：可調式雷射，用以產生一雷射光；光偏振控制器，用以接收雷射光並調整偏振後輸出；微波訊號產生器，用以產生一微波訊號；以及外部調制器，用以將微波訊號調制於雷射光，以產生攜帶微波之光訊號。
較佳地，微波訊號產生模組更包含：資料訊號產生器，用以提供一待傳輸之資料訊號，資料訊號可為一類比訊號或是一數位訊號；電訊號混波器，用以對微波訊號及資料訊號進行混波，以產生一攜帶資料之微波訊號。
較佳地，微波功率放大模組更包含光功率調整器及光偏振控制器，光功率調整器包含一主動光學元件或是一被動光學元件，用以調整攜帶微波之光訊號的功率大小；光偏振控制器接收光功率調整器之輸出訊號，再調整偏振後輸出。
較佳地，主動光學元件可為一光功率放大器，被動光學元件可為一光功率衰減器。
較佳地，微波功率放大模組更包含光路徑控制器位於功率放大雷射之輸入端前，用以單向引導攜帶微波之光訊號進入功率放大雷射，以及由功率放大雷射將第一光訊號單向引導至輸出。
較佳地，光路徑控制器係一光循環器且功率放大雷射係一半導體雷射。
基於上述目的，本發明再提供一種利用週期一非線性雷射動態進行微波訊號放大的方法，適用於光纖整合通訊網路中進行微波訊號之功率放大，利用週期一非線性雷射動態進行微波訊號放大的方法包含下列步驟：利用微波訊號產生模組產生一攜帶微波之光訊號，且攜帶微波之光訊號可為一具有至少一調制邊帶之訊號；利用功率放大雷射，以週期一非線性動態，將攜帶微波之光訊號轉換成為一微波功率放大之第一光訊號，其中攜帶微波之光訊號係屬於功率放大雷射之週期一非線性動態中能產生功率放大之區域內。
較佳地，利用微波訊號產生模組產生一攜帶微波之光訊號的步驟包含下列步驟：利用可調式雷射，產生一雷射光；利用光偏振控制器接收雷射光並調整偏振後輸出；利用微波訊號產生器產生一微波訊號；利用資料訊號產生器提供一待傳輸之資料訊號，資料訊號可為一類比訊號或是一數位訊號；利 用電訊號混波器對微波訊號及資料訊號進行混波，以產生一攜帶資料之微波訊號；利用外部調制器將微波訊號調制於雷射光，以產生一攜帶微波之光訊號。
較佳地，在利用微波訊號產生模組產生一攜帶微波之光訊號步驟，及利用一功率放大雷射，以週期一非線性動態，將攜帶微波之光訊號轉換成為一微波功率放大之第一光訊號步驟之間，更包含利用光功率調整器調整攜帶微波之光訊號之光功率大小，以及利用一光偏振控制器接收光功率調整器之輸出訊號，再調整偏振後輸出。
較佳地，在利用一功率放大雷射以週期一非線性動態將攜帶微波之光訊轉換成為一微波功率放大之第一光訊號步驟中，更包含利用一光路徑控制器單向引導攜帶微波之光訊號進入功率放大雷射，以及由功率放大雷射將第一光訊號單向引導至輸出。
承上所述，依據本發明之微波功率放大裝置及其方法，其可具有一或多個下述優點：
(1)本發明之微波功率放大裝置及其方法，在維持光載波本身的光強度不變下，以增加光調制邊帶的光強度方式，來有效縮減兩者間的光強度差，因整體的光功率無顯著衰減、甚或增加，所以無須額外的光功率放大器進行補償。
(2)本發明之微波功率放大裝置，可彈性調整滿足不同通訊網路或是其他應用之不同微波頻率規格需求，以進行微波功率之放大。此外，系統對於環境溫度之敏感度低，而且在通訊網路操作條件需要調整時，會自動跟隨調整，使整體系統運作非常穩定，故具有架構簡單、運作穩定、建置與維護成本低廉的優點。
(3)本發明之微波功率放大方法，提供一種利用半導體雷射的週期一非線性動態，於無線光纖整合通訊網路或其他應用中，藉由光學調制深度的改善以進行 微波訊號功率放大之方法，使微波訊號的品質與誤碼率保持相同、甚至提升解碼正確率，以增進通訊網路的訊號檢測靈敏度、光纖傳輸距離及網路傳輸效能。
茲為使 貴審查委員對本發明之技術特徵及所達到之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明如後。
1‧‧‧微波功率放大裝置
10‧‧‧微波訊號產生模組
101‧‧‧可調式雷射
102‧‧‧光偏振控制器
103‧‧‧微波訊號產生器
104‧‧‧資料訊號產生器
105‧‧‧電訊號混波器
106‧‧‧外部調制器
107‧‧‧偏壓電源
20‧‧‧微波功率放大模組
201‧‧‧光功率調整器
202‧‧‧光偏振控制器
203‧‧‧功率放大雷射
204‧‧‧光路徑控制器
301‧‧‧光學頻譜分析儀
302‧‧‧光檢測器
303‧‧‧微波頻譜分析儀
304‧‧‧微波訊號產生器
305‧‧‧電訊號混波器
306‧‧‧低通濾波器
307‧‧‧誤碼儀
S10~S23‧‧‧步驟
本發明之上述及其他特徵及優勢將藉由參照附圖詳細說明其例示性實施例而變得更顯而易知，其中：第1圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之功能方塊圖；第2圖係為根據本發明之微波功率放大方法之第一實施例之第一流程圖；第3圖係為根據本發明之微波功率放大方法之第一實施例之第二流程圖；第4圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之週期一之注入光波強度對注入光波差頻圖；第5圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之週期一非線性動態之光譜圖；第6圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之攜帶微波之光訊號之光譜圖；第7圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之第一光訊號之光譜圖；第8圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之微波訊號放大前後之微波頻譜圖；第9圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之微波功率及微波功 率增益及輸出SCR值與輸入SCR值之關係圖；第10圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之微波功率增益與微波頻率關係圖；第11圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之功率放大前後輸出入數據資料訊號之頻譜圖；第12圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之功率放大前後數據資料誤碼率與光檢測器所接收功率之關係圖；第13圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之功率放大後輸出入數據資料訊號之眼狀圖。
於此使用，詞彙“與/或”包含一或多個相關條列項目之任何或所有組合。當“至少其一”之敘述前綴於一元件清單前時，係修飾整個清單元件而非修飾清單中之個別元件。
請參閱第1圖，第1圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之功能方塊圖。圖中，微波功率放大裝置1包含一微波功率放大模組20，微波功率放大模組20之輸入信號為一攜帶微波之光訊號，且攜帶微波之光訊號可為一具有至少一調制邊帶之訊號，微波功率放大模組20包含功率放大雷射203，功率放大雷射203以週期一非線性動態將攜帶微波之光訊號轉換成為一微波功率放大之第一光訊號，其中攜帶微波之光訊號係屬於功率放大雷射203之週期一非線性動態中能產生功率放大之區域內。
較佳地，微波功率放大裝置1更包含一微波訊號產生模組10，可用以產生攜帶微波之光訊號，微波訊號產生模組10包含：可調式雷射101，用以產生一雷射光；光偏振控制器102，用以接收雷射光並調整偏振後輸出；微波訊號產生器103，用以產生一微波訊號；以及外部調制器106，用以將微波訊號調制於雷射光，以產生攜帶微波之光訊號。
較佳地，微波訊號產生模組10更包含：一資料訊號產生器104，用以提供一待傳輸之資料訊號，資料訊號可為一類比訊號或是一數位訊號；電訊號混波器105，用於對微波訊號及資料訊號進行混波，以產生一攜帶資料之微波訊號。
較佳地，微波訊號產生模組10更包含偏壓電源107，用於對外部調制器106提供一直流偏壓。
較佳地，微波功率放大模組20更包含一光功率調整器201及一光偏振控制器202，光功率調整器201包含一主動光學元件或是一被動光學元件，用以調整攜帶微波之光訊號的功率大小；光偏振控制器202接收光功率調整器201之輸出訊號，再調整偏振後輸出。
較佳地，主動光學元件可為一光功率放大器，被動光學元件可為一光功率衰減器。
較佳地，微波功率放大模組20更包含光路徑控制器204位於功率放大雷射203之輸入端前，用以單向引導攜帶微波之光訊號進入功率放大雷射203，以及由功率放大雷射203將第一光訊號單向引導至輸出。
較佳地，光路徑控制器204係一光循環器且功率放大雷射203係一半導體雷射。
另外，第一光訊號之檢測設備可包含：光學頻譜分析儀301，以進行第一光訊號之光學頻譜分析；光檢測器302，用以將第一光訊號轉換為微波訊號；微波頻譜分析儀303，用以對光檢測器302輸出之微波訊號進行頻譜分析；微波訊號產生器304，用以產生與微波訊號產生器103相同頻率之微波訊號；混波器305，用以對光檢測器302輸出之微波訊號與微波訊號產生器304產生之微波進行混波，以便將輸入的資料訊號頻譜轉移至低頻；低通濾波器306，用以擷取低頻之資料訊號；誤碼儀307，用以將低通濾波器306擷取出之資料訊號與原先在資料訊號產生器104產生的原始資料訊號進行比對，以計算傳輸時發生錯誤的資料比例。在光纖整合通訊網路的應用上，上述之光檢測器302可設置於一無線發射基地台之內，以接收光纖網路傳遞之攜帶資料之微波光訊號。
請參閱第2圖，第2圖係為根據本發明之微波功率放大方法之第一實施例之第一流程圖。圖中，利用微波功率放大裝置1進行微波功率放大的方法包含下列步驟：(S10)利用微波訊號產生模組10產生攜帶微波之光訊號；(S20)利用光功率調整器201調整攜帶微波之光訊號之功率大小；(S21)利用光偏振控制器202接收光功率調整器之輸出訊號，再調整偏振後輸出；(S22)利用功率放大雷射203以週期一非線性動態將光偏振器之輸出信號轉換成為一微波功率放大之第一光訊號；(S23)利用光路徑控制器204由光偏振控制器202單向引導光偏振器之輸出信號進入功率放大雷射203，以及由功率放大雷射203將第一光訊號單向引導至輸出。
請參閱第3圖，第3圖係為根據本發明之微波功率放大方法之第一實施例之第二流程圖。圖中，本發明之利用一微波訊號產生模組產生一攜帶微波之光訊號步驟較佳可包含下列步驟：(S11)利用可調式雷射101，產生一雷射光；(S12)利用光偏振控制器102接收雷射光並調整偏振後輸出；(S13)利用微波訊號產生器103產生一微波訊號；(S14)利用資料訊號產生器104提供一待傳輸之資料訊號，資料訊號係為一類比訊號或是一數位訊號；(S15)利用電訊號混波器105對微波訊號及資料訊號進行混波，以產生一攜帶資料之微波訊號；(S16)利用外部調制器106將微波訊號調制於雷射光，以產生攜帶微波之光訊號。
根據上述，本發明之微波功率放大裝置，使用一半導體雷射。在不受任何外來干擾下，半導體雷射的輸出呈現出非常典型單一頻率的連續光波(continuous wave)。若將圖1中可調式雷射101所產生的連續光波，在沒有任何微波調制且適當的注入光波強度與頻率條件下，注入至半導體雷射，將誘發出半導體雷射的週期一非線性動態，呈現出截然不同的物理行為及性質。
在下面的說明中，將採用ξ i 來表示注入光波強度(injection strength)的注入參數，以及f i 來表示注入光波相對於半導體雷射的差頻(detuning frequency)。請一併參閱第4圖及第5圖，第4圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之週期一之注入光波強度對注入光波差頻圖，而第5圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之週期一非線性動態之光譜圖。第4圖 中顯示在不同的注入光波強度及注入光波差頻下，左斜線部分代表半導體雷射具有週期一非線性動態的區域。本發明之微波功率放大裝置及方法中，輸入至微波功率放大模組之攜帶微波之光訊號，係選自第4圖週期一區域中具有放大效果的注入光波強度與注入光波差頻組合。在實際應用上，可視微波功率放大的需求而決定注入光波強度與注入光波差頻的組合。在ξ i =1.1與f i =21GHz的條件下，第5圖呈現處於週期一非線性動態的半導體雷射輸出，除呈現與注入光波頻率相同的光訊號成份外，頻率相距f 0 =35GHz的兩旁處，還出現兩個頻率成份(此稱振盪邊帶，即oscillation sideband)。一般而言，由於所謂的雷射共振頻率紅移效應，低頻振盪邊帶的光強度與注入光波頻率上的光訊號強度相近。在第5圖的本實施例中，低頻振盪邊帶相較於注入光波頻率上的光訊號強度只略小2dB。本發明之微波功率放大裝置及方法乃利用這一光學特性，進行微波功率之放大。
藉由光功率調整器以調整注入光波的強度，或藉由可調式雷射調整注入光波的頻率，皆可改變光譜上各頻率成份的頻率間距(即f 0 的大小)與強度大小，使半導體雷射產生不同特徵的週期一非線性動態。光功率調整器可能包含一個主動光學元件(光功率放大器)與一個被動光學元件(光功率衰減器)，來調整注入光波的強度，但若注入光波本身的功率足夠大，則僅需一光功率衰減器即可達成。為有效產生週期一非線性動態，注入光波的偏振必須藉由光偏振控制器來調整，使其與半導體雷射的偏振一致。此外，為有效導引注入光波，並阻絕不必要的反饋光，可採用光循環器來導引注入光波單方向進入半導體雷射，並將半導體雷射的輸出單方向導引至一光耦合器(未繪示)。光耦合器將半導體雷射的輸出光分成兩道，分別送進光譜分析儀與光檢測器作分析。
請參閱第6圖，第6圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之攜帶微波之光訊號之光譜圖。若將第1圖可調式雷射所產生的連續光波，經由外部調制器將頻率f m =35GHz微波訊號載上，如第6圖所示，在相距原光波頻率為f m 兩旁處，將出現光強度一樣的兩光調制邊帶，在此SCR=-35dB，代表光波調制深度約為3.6%。請參閱第7圖，第7圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之第一光訊號之光譜圖。於相同的ξ i =1.1與f i =21GHz條件下，如第7圖所示，將光調制訊號注入至半導體雷射後，因週期一非線性動態的機制與作用，注入光的低頻調制邊帶之光強度大幅增加，致使SCR=-2dB。請參閱第8圖，第8圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之微波訊號放大前後之微波頻譜圖。如第8圖所示，光調制深度的大幅增加，使得輸出的微波功率大幅增加27dB。此外，在這微波功率放大的過程中，微波訊號原本的線寬與相位雜訊皆不受到影響與改變，因此大幅增加微波訊號的訊雜比(signal-to-noise ratio,SNR)，將使得數據資料檢測的靈敏度大幅提升、通訊傳輸的距離大幅增加。
第6圖中各頻率成份的頻率間距f0與強度大小，可藉由ξ i 與f i 的調整來改變，使半導體雷射產生不同特徵的週期一非線性動態。因此，我們可以藉此一特性，針對同一頻率的微波，調整其功率增益的大小；或針對不同頻率的微波，進行相同增益值的功率放大，以下將對將對此一特性作更進一步的說明。
請參閱第9圖，第9圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之微波功率及微波功率增益與輸入SCR值之關係圖。首先，在相同的ξ i =1.1、f i =21GHz與f m =35GHz條件下，由於半導體雷射所產生週期一非線性動 態的特徵相同，如第9圖所示，在不同的輸入SCR值下，將得到一樣的輸出微波功率，致使微波功率的增益隨輸入微波功率的增加而下降。
請參閱第10圖，第10圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之微波功率增益及輸出SCR值與微波頻率關係圖。不同特徵的週期一非線性動態，可用於產生不同的f 0 、但相同的輸出SCR值，以針對不同頻率的輸入微波，進行相同增益值的功率放大。如第10圖所示，針對f m =25GHz至f m =35GHz，我們可以找到一組不同特徵的週期一非線性動態，使得這些微波訊號的輸出SCR值皆在-0.8dB上下，產生一相同增益值約29dB的功率放大。若從第10圖的觀察中我們發現，針對f m =35GHz至63GHz間的微波訊號，其輸出SCR值亦呈現在-0.8dB上下，因此針對這些微波訊號，這個系統也會提供約29dB的相同功率放大。
請一併參閱第11圖、第12圖及第13圖，第11圖係為係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之功率放大前後輸出入數據資料訊號之頻譜圖、第12圖係根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之功率放大前後數據資料誤碼率與光檢測器所接收功率之關係圖，第13圖係為根據本發明之微波功率放大裝置之第一實施例之功率放大後輸出入數據資料訊號之眼狀圖。為檢視前述微波功率放大的結果，是否反應在對整體通訊網路的網路傳輸效能提升，可藉由微波功率放大前後，其所承載的數據資料好壞來分析得知。首先，第11圖顯示，在微波功率增益約為10dB情形下，微波(f m =35GHz)所承載的數據資料(在此為1.25Gb/s)也有相對類似的功率增益結果(約為7dB)。由數據資料的功率增益落在GHz數量級的頻率範圍得知，這個系統可使用於需要非常高數據資料傳輸量(至少數個Gb/s)的RoF通訊網路。接著，在第12圖中我們對此微波 所承載的數據資料，進行誤碼率(Bit-Error Ratio，簡稱為BER)與光檢測器所接收功率之關係分析，可知經微波功率放大後的數據資料，不但保持放大前數據資料誤碼率與光功率之關係特性，並以更低的光功率(約小4dB)達到一般通訊網路所要求的10-9誤碼率，這表示通訊網路的數據資料檢測靈敏度提升了，也表示通訊傳輸距離與網路傳輸效能可達相似程度的提升。第13圖顯示在上述實施例中，在高速資料傳輸狀態下不同的二位元資料訊號在接收端仍保有足夠差異，這有助於正確解出欲傳送之資料。
請一併參閱第5圖至第13圖，第5圖顯示在週期一非線性動態下，低頻振盪邊帶的光強度與注入光波頻率上的光訊號強度相近，在本實施例中只略小2dB。本發明之微波功率放大裝置及方法乃利用這一光學特性，進行微波功率之放大。第6圖顯示輸入之光訊號為一雙邊帶調制訊號(optical double-sideband modulation signal)，第7圖至第13圖顯示雙邊帶調制訊號經過週期一非線性動態作用後的輸出實驗結果。由於不論是只具有一低頻邊帶(lower-frequency modulation sideband)或一高頻邊帶(upper-frequency modulation sideband)的單邊帶調制訊號(optical single-sideband modulation signal)也具有類似的實驗過程及結果，故不在此贅述。
雖然本發明已參照其例示性實施例而特別地顯示及描述，將為所屬技術領域具通常知識者所理解的是，於不脫離以下申請專利範圍及其等效物所定義之本發明之精神與範疇下可對其進行形式與細節上之各種變更。
1‧‧‧微波功率放大裝置
10‧‧‧微波訊號產生模組
101‧‧‧可調式雷射
102‧‧‧光偏振控制器
103‧‧‧微波訊號產生器
104‧‧‧資料訊號產生器
105‧‧‧電訊號混波器
106‧‧‧外部調制器
107‧‧‧偏壓電源
20‧‧‧微波功率放大模組
201‧‧‧光功率調整器
202‧‧‧光偏振控制器
203‧‧‧功率放大雷射
204‧‧‧光路徑控制器

Claims (12)

  1. 一種微波功率放大裝置，適用於無線光纖整合通訊網路中進行微波訊號之功率放大，該微波功率放大裝置包含一微波功率放大模組，該微波功率放大模組之輸入信號為一攜帶微波之光訊號，且該攜帶微波之光訊號係為一具有至少一調制邊帶之訊號，該微波功率放大模組包含：一功率放大雷射，該功率放大雷射以週期一非線性動態將該攜帶微波之光訊號轉換成為一微波功率放大之第一光訊號，其中當沒有該輸入信號時，該功率放大雷射之一典型輸出呈現一單一頻率的連續光波，其中該輸入信號之一功率及一載波頻率係調整至使得該功率放大雷射產生該週期一非線性動態，其中該輸入信號係被單向引導至該功率放大雷射，且該功率放大雷射將該微波功率放大之第一光訊號單向引導至輸出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之微波功率放大裝置，其中該微波功率放大裝置更包含一微波訊號產生模組，該微波訊號產生模組係用以產生該攜帶微波之光訊號，該微波訊號產生模組包含：一可調式雷射，該可調式雷射產生一雷射光；一光偏振控制器，該光偏振控制器接收該雷射光並調整偏振後輸出；一微波訊號產生器，該微波訊號產生器產生一微波訊號；以及 一外部調制器，該外部調制器將該微波訊號調制於該雷射光，以產生該攜帶微波之光訊號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之微波功率放大裝置，其中該微波訊號產生模組更包含：一資料訊號產生器，該資料訊號產生器提供一待傳輸之資料訊號，該資料訊號係為一類比訊號或是一數位訊號；以及一電訊號混波器，該電訊號混波器對該微波訊號及該資料訊號進行混波，以產生一攜帶資料之微波訊號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之微波功率放大裝置，其中該微波功率放大模組更包含一光功率調整器及一光偏振控制器，該光功率調整器包含一主動光學元件或是一被動光學元件，用以調整該攜帶微波之光訊號的功率大小；該光偏振控制器接收該光功率調整器之輸出訊號，再調整偏振後輸出。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之微波功率放大裝置，其中該主動光學元件係為一光功率放大器，該被動光學元件係為一光功率衰減器。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之微波功率放大裝置，其中該微波功率放大模組更包含一光路徑控制器位於該功率放大雷射之輸入端前，用以單向引導該攜帶微波之光訊號進入該功率放大雷射，以及由該功率放大雷射將該第一光訊號單向引導至輸出。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之微波功率放大裝置，其中該光路徑控制器係一光循環器，且該功率放大雷射係一半導體雷射。
  8. 一種利用週期一非線性雷射動態進行微波功率放大的方法，適用於無線光纖整合通訊網路中進行微波訊號之功率放大，該利 用週期一非線性雷射動態進行微波功率放大的方法包含下列步驟：利用一微波訊號產生模組產生一攜帶微波之光訊號，且該攜帶微波之光訊號係為一具有至少一調制邊帶之訊號；以及利用一功率放大雷射，以週期一非線性動態，將該攜帶微波之光訊號轉換成為一微波功率放大之第一光訊號，其中當沒有該輸入信號時，該功率放大雷射之一典型輸出呈現一單一頻率的連續光波，其中該攜帶微波之光訊號之一功率及一載波頻率係調整至使得該功率放大雷射產生該週期一非線性動態，其中該攜帶微波之光訊號係被單向引導至該功率放大雷射，且該功率放大雷射將該微波功率放大之第一光訊號單向引導至輸出。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之利用週期一非線性雷射動態進行微波功率放大的方法，其中利用微波訊號產生模組產生一攜帶微波之光訊號的步驟包含下列步驟：利用一可調式雷射，產生一雷射光；利用一光偏振控制器接收該雷射光並調整偏振後輸出；利用一微波訊號產生器產生一微波訊號；以及利用一外部調制器將該微波訊號調制於該雷射光，以產生一攜帶微波之光訊號。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之利用週期一非線性雷射動態進行微波功率放大的方法，其中利用微波訊號產生模組產生一攜帶微波之光訊號的步驟中，在利用一微波訊號產生器產生一微波訊號步驟及利用一外部調制器將該微波訊號調制於該雷射光， 以產生一攜帶微波之光訊號步驟之間，更包含下列步驟：利用一資料訊號產生器提供一待傳輸之資料訊號，該資料訊號係為一類比訊號或是一數位訊號；以及利用一電訊號混波器對該微波訊號及該資料訊號進行混波，以產生一攜帶資料之微波訊號。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之利用週期一非線性雷射動態進行微波功率放大的方法，在利用一微波訊號產生模組產生一攜帶微波之光訊號步驟，以及利用一功率放大雷射，以週期一非線性動態，將該攜帶微波之光訊號轉換成為一微波功率放大之第一光訊號步驟之間，更包含：利用一光功率調整器調整該攜帶微波之光訊號之光功率大小；以及利用一光偏振控制器接收該光功率調整器之輸出訊號，再調整偏振後輸出。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之利用週期一非線性雷射動態進行微波功率放大的方法，在利用一功率放大雷射以週期一非線性動態將該攜帶微波之光訊號轉換成為一微波功率放大之第一光訊號步驟中，更包含利用一光路徑控制器單向引導該攜帶微波之光訊號進入該功率放大雷射，以及由該功率放大雷射將該第一光訊號單向引導至輸出。
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