基于相位偏振動態(tài)調(diào)制的大范圍可調(diào)諧倍頻式光電振蕩器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于微波光電子領(lǐng)域，更具體的說是一種基于相位偏振動態(tài)調(diào)制的大范圍可調(diào)諧倍頻式光電振蕩器。
【背景技術(shù)】
[0002]光電振蕩器是一種可在微波及毫米波頻帶工作的微波振蕩器。與傳統(tǒng)的微波振蕩器相比，該類振蕩器輸出的微波信號具有極低的相位噪聲。因此，其被廣泛的應(yīng)用于如分布式雷達(dá)，光通信傳輸?shù)壬漕l光子系統(tǒng)之中。對于典型的光電振蕩器而言，更高頻率的微波信號輸出往往受限于其振蕩環(huán)內(nèi)包括調(diào)制器，微波放大器，窄帶電濾波器，光電探測器等多個(gè)光電子器件的運(yùn)行帶寬。為了在不提高成本的前提下，提高光電振蕩器的運(yùn)行頻率，一系列的倍頻光電振蕩器被提出和論證。該種倍頻振蕩器不但提高了運(yùn)行頻率還可應(yīng)用于光通信的時(shí)鐘提取和調(diào)制格式轉(zhuǎn)換。然而，由于過多的引入額外的光電子元器件到振蕩環(huán)中，已報(bào)到的倍頻光電振蕩器對光偏振態(tài)及偏振電壓的漂移極為敏感，穩(wěn)定性大打折扣。另外由于缺乏大范圍可調(diào)諧且覆蓋30GHz的窄帶電濾波器，光電振蕩器的調(diào)諧范圍受到限制?；谏鲜鲆蛩?，光電振蕩器在各領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力難以發(fā)揮。
[0003]綜上所述，為了解決上述面臨的技術(shù)瓶頸，目前迫切需要一種大范圍可調(diào)諧倍頻式光電振蕩器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，提供一種基于相位偏振動態(tài)調(diào)制的大范圍可調(diào)諧倍頻式光電振蕩器，其可解決傳統(tǒng)倍頻光電振蕩器復(fù)雜度高、且難以大范圍調(diào)諧的問題。
[0005]本發(fā)明提供一種基于相位偏振動態(tài)調(diào)制的大范圍可調(diào)諧倍頻式光電振蕩器，包括:
[0006]一波長可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光源；
[0007]—光偏振旋轉(zhuǎn)器，其一端與半導(dǎo)體激光光源的輸出端連接；
[0008]一鈮酸鋰光相位調(diào)制器，其光輸入端口 I與光偏振旋轉(zhuǎn)器的另一端連接；
[0009]一保偏光耦合器，其端口 I與鈮酸鋰光相位調(diào)制器的光輸出口 2連接；
[0010]一光偏振控制裝置，輸入端與保偏光耦合器的端口 3連接；
[0011]—第一起偏器，其輸入端與光偏振控制裝置的輸出端連接；
[0012]—第一光電探測器，其光輸入口 I與第一起偏器的輸出端連接，該第一光電探測器的端口 2為電輸出端；
[0013]一第二起偏器，其輸入端與保偏光耦合器的端口 2連接；
[0014]一可調(diào)諧光帶通濾波器，其輸入端與第二起偏器的輸出端連接；
[0015]一單模光纖，其一端與可調(diào)諧光帶通濾波器的輸出端連接；
[0016]一第二光電探測器，其光輸入端口 I與單模光纖的另一端連接；
[0017]—微波放大器，其輸入端與第二光電探測器的電輸出端口 2連接；
[0018]—電分束器，其輸入端口 I與微波放大器的輸出端連接，其輸出端口 2與銀酸鋰光相位調(diào)制器的電輸入端口 3連接，該電分束器的端口 3為該光電振蕩器的微波輸出口。
[0019]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果:
[0020]該基于相位及偏振動態(tài)調(diào)制的大范圍可調(diào)諧倍頻式光電振蕩器可解決現(xiàn)有光電振蕩器高且難以大范圍調(diào)諧的問題。
【附圖說明】
[0021]為了進(jìn)一步說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和特征，以下結(jié)合實(shí)例及附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，其中:
[0022]圖1是基于相位及偏振動態(tài)調(diào)制的大范圍可調(diào)諧倍頻式光電振蕩器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]請參閱圖1所示，本發(fā)明提供一種基于相位偏振動態(tài)調(diào)制的大范圍可調(diào)諧倍頻式光電振蕩器，包括:
[0024]一波長可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光源a，用于提供激光光束，該光束的頻率為vO ;
[0025]—光偏振旋轉(zhuǎn)器b，其一端與半導(dǎo)體激光光源a的輸出端連接；
[0026]—銀酸鋰光相位調(diào)制器C，其光輸入端口 I與光偏振旋轉(zhuǎn)器b的另一端連接，光偏振旋轉(zhuǎn)器b用于控制由半導(dǎo)體激光光源a輸出的激光的偏振方向，使激光的偏振方向與銀酸鋰光相位調(diào)制器c端面內(nèi)的主軸，即X-軸成45° ;該激光在X-軸方向的投影為X-軸光分量，在與X-軸成90°方向上的投影為Y-軸光分量；由于鈮酸鋰光相位調(diào)制器c的偏振相關(guān)特性，X-軸光分量被由鈮酸鋰光相位調(diào)制器c的電輸入口 3進(jìn)入的頻率為F的微波信號調(diào)制，Y-軸光分量則不會被該微波信號調(diào)制，因此在，由馬赫曾德爾光電調(diào)制器c的光輸出口 2的輸出的激光光束的X-軸光分量的光譜為以光頻率Vtl為中心的相位調(diào)制的光譜，Y-軸光分量為僅包含一個(gè)光頻率成分Vtl的光譜；
[0027]—保偏光耦合器d，其端口 I與鈮酸鋰光相位調(diào)制器c的光輸出口 2連接，該保偏光親合器d將激光分為兩束，光束一從保偏光親合器d的端口 2輸出，光束二從保偏光I禹合器的端口 3輸出；
[0028]—光偏振控制裝置e，輸出端與保偏光親合器d的端口 3連接，用于控制光束一的偏振態(tài)；
[0029]一第一起偏器f，其一端與光偏振控制裝置e的輸出端連接；光偏振控制裝置e用于控制光束一的偏振態(tài)，保證其X-軸光分量與Y-軸光分量之間的相差為31，且X-軸光分量與第一起偏器f的主軸夾角為45°
[0030]—第一光電探測器g，其光輸入口與第一起偏器f的輸出口連接；用于接收由第一起偏器f輸出的光束一，其電輸出口 2用于輸出已倍頻的微波信號，該微波信號的頻率為2F，供應(yīng)用；
[0031]一第二起偏器h，其輸入端與保偏光耦合器d的端口 2連接，并且該第二起偏器e的主軸與保偏光耦合器d的慢軸夾角為0°，用于確保濾出光束二中的X-軸光分量；
[0032]一可調(diào)諧光帶通濾波器i，其輸入口與第二起偏器h的輸出口連接，用于濾除X-軸光分量中居于光頻率Vtl左側(cè)或右側(cè)的光譜成分，保留包括光頻率V O在內(nèi)的V O右側(cè)或左側(cè)的光譜成分；
[0033]一單模光纖j，其一端與可調(diào)諧光帶通濾波器i的輸出端連接，用于實(shí)現(xiàn)對光束二的能量儲存；
[0034]一第二光電探測器k，其光輸入端口 I與單模光纖h的另一端連接，用于將光束二轉(zhuǎn)換為微波信號，轉(zhuǎn)換的微波信號的頻率成分為F ;
[0035]—微波放大器I，其輸入端與第二光電探測器k的電輸出端口 2連接用于放大轉(zhuǎn)換的微波信號；
[0036]—電分束器m，其輸入端口 I與微波放大器I的輸出端連接，輸出端口 2與銀酸鋰光相位調(diào)制器c的電輸入端口 3連接；用于將頻率為F的微波成分分為兩束，微波波束一和微波波束二 ；微波波束一從電分束器I的輸出端口 2輸出用于調(diào)制經(jīng)過鈮酸鋰光相位調(diào)制器c的激光光束，微波波束二從電分束器I的輸出端口 3輸出，供應(yīng)用；
[0037]調(diào)節(jié)波長可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光源a輸出激光的光頻率Vtl，使光頻率Vtl靠近或遠(yuǎn)離可調(diào)諧光帶通濾波器i的透射譜響應(yīng)頻帶的邊沿位置，且保證光頻率分量Vtl始終落入可調(diào)諧光帶通濾波器i的透射譜頻帶內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)該光電振蕩器輸出的微波頻率降低或升高的調(diào)諧，即輸出微波頻率值F的變大或變??；
[0038]調(diào)節(jié)可調(diào)諧光帶通濾波器i的響應(yīng)頻帶邊沿，使調(diào)節(jié)波長可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光源a輸出激光的光頻率Vtl靠近或遠(yuǎn)離可調(diào)諧光帶通濾波器i的透射譜響應(yīng)頻帶的邊沿位置，且保證光頻率％始終落入可調(diào)諧光帶通濾波器i的透射譜頻帶內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)該光電振蕩器輸出的微波頻率的調(diào)諧，即輸出微波頻率值F的變大或變??；可調(diào)諧光帶通濾波器i的波長分辨率的倒數(shù)對應(yīng)于該光電振蕩器的輸出微波頻率F的最小值。
[0039]以上所述的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于相位偏振動態(tài)調(diào)制的大范圍可調(diào)諧倍頻式光電振蕩器，包括: 一波長可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光源； 一光偏振旋轉(zhuǎn)器，其一端與半導(dǎo)體激光光源的輸出端連接； 一鈮酸鋰光相位調(diào)制器，其光輸入端口 I與光偏振旋轉(zhuǎn)器的另一端連接； 一保偏光耦合器，其端口 I與鈮酸鋰光相位調(diào)制器的光輸出口 2連接； 一光偏振控制裝置，輸入端與保偏光耦合器的端口 3連接； 一第一起偏器，其輸入端與光偏振控制裝置的輸出端連接； 一第一光電探測器，其光輸入口 I與第一起偏器的輸出端連接，該第一光電探測器的端口 2為電輸出端； 一第二起偏器，其輸入端與保偏光耦合器的端口 2連接； 一可調(diào)諧光帶通濾波器，其輸入端與第二起偏器的輸出端連接； 一單模光纖，其一端與可調(diào)諧光帶通濾波器的輸出端連接； 一第二光電探測器，其光輸入端口 I與單模光纖的另一端連接； 一微波放大器，其輸入端與第二光電探測器的電輸出端口 2連接； 一電分束器，其輸入端口 I與微波放大器的輸出端連接，其輸出端口 2與銀酸鋰光相位調(diào)制器的電輸入端口 3連接，該電分束器的端口 3為該光電振蕩器的微波輸出口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相位偏振動態(tài)調(diào)制的大范圍可調(diào)諧倍頻式光電振蕩器，其中光偏振旋轉(zhuǎn)器用于控制由半導(dǎo)體激光光源輸出的激光的偏振方向，使激光的偏振方向與鈮酸鋰光相位調(diào)制器端面內(nèi)的主軸，即X-軸，成45°。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相位偏振動態(tài)調(diào)制的大范圍可調(diào)諧倍頻式光電振蕩器，其中光偏振控制裝置用于控制光束一的偏振態(tài)，保證其X-軸光分量與Y-軸光分量之間的相差為π，且X-軸光分量與第一起偏器的主軸夾角為45°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相位偏振動態(tài)調(diào)制的大范圍可調(diào)諧倍頻式光電振蕩器，其中可調(diào)諧光帶通濾波器用于濾除X-軸光分量中居于光頻率的側(cè)或另一側(cè)的光譜成分，保留包括光頻率在內(nèi)的一側(cè)或另一側(cè)的光譜成分。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于相位偏振動態(tài)調(diào)制的大范圍可調(diào)諧倍頻式光電振蕩器，其中調(diào)諧可調(diào)諧光帶通濾波器的響應(yīng)頻帶邊沿，使調(diào)節(jié)波長可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光源輸出激光的光頻率靠近或遠(yuǎn)離可調(diào)諧光帶通濾波器的透射譜響應(yīng)頻帶的邊沿位置，且保證光頻率始終落入可調(diào)諧光帶通濾波器的透射譜頻帶內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)該光電振蕩器輸出的微波頻率的調(diào)諧。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于相位偏振動態(tài)調(diào)制的大范圍可調(diào)諧倍頻式光電振蕩器，其中調(diào)節(jié)波長可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光源輸出激光的光頻率，使光頻率靠近或遠(yuǎn)離可調(diào)諧光帶通濾波器的透射譜響應(yīng)頻帶的邊沿位置，且保證光頻率分量始終落入可調(diào)諧光帶通濾波器的透射譜頻帶內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)該光電振蕩器輸出的微波頻率降低或升高的調(diào)諧。
【專利摘要】一種基于相位偏振動態(tài)調(diào)制的大范圍可調(diào)諧倍頻式光電振蕩器，包括：依序循環(huán)連接的波長可調(diào)諧半導(dǎo)體激光光源、光偏振旋轉(zhuǎn)器、鈮酸鋰光相位調(diào)制器、保偏光耦合器、第二起偏器、可調(diào)諧光帶通濾波器、單模光纖、第二光電探測器、微波放大器和電分束器，其中保偏光耦合器依序連接有光偏振控制裝置、第一起偏器和第一光電探測器。本發(fā)明可解決傳統(tǒng)倍頻光電振蕩器復(fù)雜度高、且難以大范圍調(diào)諧的問題。
【IPC分類】H01S1-02
【公開號】CN104600547
【申請?zhí)枴緾N201510032608
【發(fā)明人】鄭建宇, 劉建國, 祝寧華, 孫文惠
【申請人】中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月22日