基于光電振蕩器的頻率可調的三角波產生裝置制造方法
【專利摘要】一種基于光電振蕩器的頻率可調的三角波產生裝置，包括一光源，與光源依序連接的偏振調制器、光耦合器、第一偏振控制器、起偏器、單模光纖、第一光電探測器、可調諧窄帶電濾波器，其輸入端與第一光電探測器的輸出端相連、電放大器、第二偏振控制器、偏振分束器、可調諧光延遲線，其輸入端與偏振分束器的輸出端口2相連、偏振合束器、第二光電探測器。本發明的成本大大降低；光電振蕩器產生的微波信號質量好、相位噪聲低；產生的三角波信號頻率可調諧。
【專利說明】基于光電振蕩器的頻率可調的三角波產生裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種三角波產生裝置，具體來說是一種基于光電振蕩器的頻率可調的三角波產生裝置，屬于微波光子學【技術領域】。
【背景技術】
[0002]在現代雷達，微波信號處理，無線通信等領域中，任意波形的毫米波信號有非常廣泛的應用。這其中，微波三角波信號在脈沖壓縮，光子頻率轉換，信號復制等方向有不可或缺的重要作用。微波三角波信號的產生主要有兩種方法:一是電學方法，而是光學方法。受到電子學瓶頸的限制，電路產生三角波信號的方法帶寬小，載波頻率低。由于光纖等光學器件的帶寬大、損耗低、防電磁干擾，各種光子學的辦法被應用到微波三角波信號產生。到目前為止，所有的光學產生三角波的方法都有一個共同的不足，即至少需要一個外部的微波信號源，使得成本大大提高。(W.Li，ff.T.Wang, W.H.Sun，W.Y.Wang, and N.H.Zhu,“Generat1n of triangular waveforms based on a microwave photonic filter withnegative coefficient,，，0pt.Express, vol.22.N0.12，pp.14993-15001，Jun.2014.)
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于，針對現有技術存在的不足，提供一種基于光電振蕩器的頻率可調的三角波產生裝置，該裝置成本大大降低；光電振蕩器產生的微波信號質量好、相位噪聲低；產生的三角波信號頻率可調諧。
[0004]本發明提供一種基于光電振蕩器的頻率可調的三角波產生裝置，包括:
[0005]—光源；
[0006]—偏振調制器，其光輸入端與光源的輸出端相連；
[0007]—光親合器，其輸入端與偏振調制器的光輸出端相連；
[0008]—第一偏振控制器，其輸入端與光親合器的輸出端口 I相連；
[0009]—起偏器，其輸入端與第一偏振控制器的輸出端相連；
[0010]—單模光纖，其輸入端與起偏器的輸出端相連；
[0011]—第一光電探測器，其輸入端與單模光纖的輸出端相連；
[0012]一可調諧窄帶電濾波器，其輸入端與第一光電探測器的輸出端相連；
[0013]—電放大器，其輸入端與可調諧窄帶電濾波器的輸出端相連，其輸出端與偏振調制器的射頻輸入端相連；
[0014]—第二偏振控制器，其輸入端與光親合器的輸出端口 2相連；
[0015]—偏振分束器，其輸入端與第二偏振控制器的輸出端相連；
[0016]—可調諧光延遲線，其輸入端與偏振分束器的輸出端口 2相連；
[0017]—偏振合束器，其輸入端口 I與偏振分束器的輸出端口 I相連，其輸入端口 2與可調諧光延遲線的輸出端相連；
[0018]—第二光電探測器，其輸入端與偏振合束器的輸出端相連。
[0019]從上述技術方案可以看出，本發明具有以下有益效果:
[0020]該裝置無須外部微波信號源，裝置成本大大降低；光電振蕩器產生的微波信號質量好、相位噪聲低；產生的三角波信號頻率可調諧。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本發明作進一步的詳細說明如下，其中:
[0022]圖1是本發明中基于光電振蕩器的頻率可調的三角波產生裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]請參閱圖1所示，圖1示出了本發明提出的基于光電振蕩器的頻率可調的三角波產生裝置，該裝置包括:
[0024]一光源1，其用于提供連續的光載波；
[0025]其中，所述光源I可以是半導體激光器，也可以是光纖激光器；
[0026]一偏振調制器2，其光輸入端與光源I的輸出端相連，其用于在不同的偏振態上，將光電振蕩器產生的射頻信號調制到所述光源I產生的光載波上，產生的信號含有載波和邊帶，并且載波和邊帶的偏振態是相互垂直的；
[0027]其中，所述的偏振調制器2可以是鈮酸鋰晶體的也可以是半導體聚合物的或者有機聚合物的；
[0028]一光耦合器3，其輸入端與偏振調制器2的光輸出端相連，其用于將所述偏振調制器2輸出的含有邊帶的光載波分為功率相等的兩路；
[0029]其中，所述的光親合器3優選50:50的光親合器；
[0030]一第一偏振控制器4，其輸入端與光耦合器3的輸出端口 I相連，其用于調諧所述光親合器3輸出的一路含有邊帶的光載波的偏振態；
[0031]—起偏器5，其輸入端與第一偏振控制器4的輸出端相連，其用于將所述第一偏振控制器4輸出的含邊帶的光載波投影到與起偏器相同的方向上；
[0032]其中所述偏振調制器2、第一偏振控制器4、起偏器5共同作用可以等效成一個強度調制器，即可以對所述光源I產生的光載波實現強度調制，載波和邊帶不再是相互垂直，而是方向相同，裝置工作時，需要調節所述第一偏振控制器4使其工作在線性區；
[0033]—單模光纖6，其輸入端與起偏器5的輸出端相連，其用于延時并儲存能量，在光電振蕩器環路中，只有能量足夠大才能發生振蕩并產生射頻信號；
[0034]—第一光電探測器7，其輸入端與單模光纖6的輸出端相連，其用于將所述單模光纖6輸出的光信號轉換為電信號；
[0035]一可調諧窄帶電濾波器8，其輸入端與第一光電探測器7的輸出端相連，其用于將所述第一光電探測器7輸出的電信號進行濾波，光電振蕩器環路振蕩后會產生許多間隔相同的模式，需要用可調諧窄帶電濾波器8來選取需要的模式，；
[0036]其中，所述的可調諧窄帶電濾波器8的通帶帶寬小于30MHz，且通帶可調諧，即通過調諧可調諧窄帶電濾波器8的通帶，即可改變產生三角波的頻率，從而實現三角波頻率可調；
[0037]—電放大器9，其輸入端與可調諧窄帶電濾波器8的輸出端相連，其輸出端與偏振調制器2的射頻輸入端相連，其用于放大所述可調諧窄帶電濾波器8輸出的電信號；
[0038]其中，所述電放大器9的帶寬大于所述可調諧窄帶電濾波器8的帶寬；
[0039]一第二偏振控制器10，其輸入端與光耦合器3的輸出端口 2相連，其用于調諧所述光耦合器3輸出的另一路含有邊帶的光載波的偏振態；
[0040]一偏振分束器11，其輸入端與第二偏振控制器10的輸出端相連，其用于將所述第二偏振控制器10輸出的載波和邊帶分到兩個偏振態上；
[0041]—可調諧光延遲線12，其輸入端與偏振分束器11的輸出端口 2相連，其用于將所述偏振分束器11輸出的載波(或邊帶)進行光延時；
[0042]—偏振合束器13，其輸入端口 I與偏振分束器11的輸出端口 I相連，其輸入端口2與可調諧光延遲線12的輸出端相連，其用于將分開的載波和邊帶合成到與偏振合束器13相同的方向上；
[0043]其中，所述偏振分束器11、可調諧光延遲線12、偏振合束器13共同使用可以構成一個可調諧微波光子濾波器，通過調節所述可調諧光延遲線12的長度，可以實現不同頻率電信號的濾波，由于三角波微波信號的頻率分量只含有奇次諧波，因此需要上述可調諧微波光子濾波器來抑制偶次諧波；
[0044]—第二光電探測器14，其輸入端與偏振合束器13的輸出端相連，其用于將所述偏振合束器13輸出的含有載波和邊帶的光信號轉換為電信號，該電信號即為三角波信號，其可用示波器進行觀察；
[0045]其中，所述第一光電探測器7和第二光電探測器14可以是光電二極管也可以是光電倍增管；可以是磷化銦材料的也可以是硅基材料的；所述第一光電探測器7和第二光電探測器14的帶寬大于所述可調諧窄帶電濾波器8的帶寬。
[0046]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種基于光電振蕩器的頻率可調的三角波產生裝置，包括: 一光源; 一偏振調制器，其光輸入端與光源的輸出端相連； 一光親合器，其輸入端與偏振調制器的光輸出端相連； 一第一偏振控制器，其輸入端與光親合器的輸出端口 I相連； 一起偏器，其輸入端與第一偏振控制器的輸出端相連； 一單模光纖，其輸入端與起偏器的輸出端相連； 一第一光電探測器，其輸入端與單模光纖的輸出端相連； 一可調諧窄帶電濾波器，其輸入端與第一光電探測器的輸出端相連； 一電放大器，其輸入端與可調諧窄帶電濾波器的輸出端相連，其輸出端與偏振調制器的射頻輸入端相連； 一第二偏振控制器，其輸入端與光親合器的輸出端口 2相連； 一偏振分束器，其輸入端與第二偏振控制器的輸出端相連； 一可調諧光延遲線，其輸入端與偏振分束器的輸出端口 2相連； 一偏振合束器，其輸入端口 I與偏振分束器的輸出端口 I相連，其輸入端口 2與可調諧光延遲線的輸出端相連； 一第二光電探測器，其輸入端與偏振合束器的輸出端相連。
2.根據權利要求1所述的基于光電振蕩器的頻率可調的三角波產生裝置，其中，所述光源是半導體激光器或是光纖激光器。
3.根據權利要求1所述的基于光電振蕩器的頻率可調的三角波產生裝置，其中，所述的偏振調制器是鈮酸鋰晶體的偏振調制器、半導體聚合物的偏振調制器或者有機聚合物的偏振調制器。
4.根據權利要求1所述的基于光電振蕩器的頻率可調的三角波產生裝置，其中，所述的光親合器為50:50的光親合器。
5.根據權利要求1所述的基于光電振蕩器的頻率可調的三角波產生裝置，其中，所述的可調諧窄帶電濾波器的通帶帶寬小于30MHz，且通帶可調諧。
6.根據權利要求1所述的基于光電振蕩器的頻率可調的三角波產生裝置，其中，所述電放大器的帶寬大于所述可調諧窄帶電濾波器的帶寬。
7.根據權利要求1所述的基于光電振蕩器的頻率可調的三角波產生裝置，其中，所述第一光電探測器和第二光電探測器是光電二極管或是光電倍增管；該第一光電探測器和第二光電探測器是磷化銦材料或是硅基材料制作的；所述第一光電探測器和第二光電探測器的帶寬大于所述可調諧窄帶電濾波器的帶寬。
【文檔編號】H01S1/02GK104466619SQ201410785413
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月17日 優先權日:2014年12月17日
【發明者】王瑋鈺, 李偉, 孫文惠, 王文亭, 劉建國, 祝寧華 申請人:中國科學院半導體研究所