一種基于布里淵散射光電振蕩器的可調(diào)微波信號(hào)產(chǎn)生的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及基于布里淵散射光電振蕩器的可調(diào)微波信號(hào)產(chǎn)生的方法與裝置，主要應(yīng)用于通信系統(tǒng)、傳感網(wǎng)系統(tǒng)及微波光子學(xué)等技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在衛(wèi)星通信系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、傳感系統(tǒng)、高精度測(cè)量和精密儀器等應(yīng)用中，都需要高質(zhì)量的微波信號(hào)源。傳統(tǒng)的微波信號(hào)源一般采用聲儲(chǔ)能元件或者微波儲(chǔ)能元件構(gòu)成諧振腔，但是利用這些方法只能獲得低頻信號(hào)的高品質(zhì)因子諧振點(diǎn)，而在高頻波段將會(huì)產(chǎn)生較高的相位噪聲。在隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展以及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)迅速的增長(zhǎng)，對(duì)帶寬的需求隨之增加。但是，基于數(shù)字電子的技術(shù)已經(jīng)逼近電子器件的處理極限，進(jìn)一步提高設(shè)備處理速度的難度越來越大，出現(xiàn)了帶寬的限制和交換系統(tǒng)的電子瓶頸等問題，因此，提出了建立全光信息系統(tǒng)的要求。為了解決這一問題，在1996年，X.Steve Yao等人首次提出了光電振蕩器產(chǎn)生微波信號(hào)的方法，該方法是利用光電諧振腔儲(chǔ)存能量，能夠產(chǎn)生高Q值、低相位噪聲的微波信號(hào)，與傳統(tǒng)的微波振蕩器相比，光電振蕩器在高頻信號(hào)源的領(lǐng)域更具有優(yōu)勢(shì)，因此，引起研宄人員的高度重視。它的基本結(jié)構(gòu)是利用光源、儲(chǔ)能元件、調(diào)制器、探測(cè)器和濾波器等所構(gòu)成的一個(gè)反饋回路，利用長(zhǎng)光纖的儲(chǔ)能能力實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)產(chǎn)生。如王禮賢等提出的發(fā)明專利寬帶頻率可調(diào)諧光電振蕩器，申請(qǐng)?zhí)?CN201110062126，采用法布里帕羅標(biāo)準(zhǔn)具和兩個(gè)光纖耦合器共同構(gòu)成光子微波濾波器，將其應(yīng)用到光電振蕩器中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)光電振蕩器的大范圍連續(xù)調(diào)諧，江陽等提出的發(fā)明專利基于半導(dǎo)體多縱模激光器的光電振蕩器，公開號(hào):CN102946050A，利用半導(dǎo)體多縱模激光器形成一個(gè)半導(dǎo)體F-P腔激光器，結(jié)合強(qiáng)度調(diào)制器實(shí)現(xiàn)微波信號(hào)輸出。目前，光電振蕩器系統(tǒng)在實(shí)用性上尚有需要改進(jìn)之處，組成系統(tǒng)的各個(gè)部分雖然可以有替代方案，但是大多相互獨(dú)立，難以整合，因此，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和成本上看不易優(yōu)化。目前，光電振蕩器的儲(chǔ)能元件幾本上都是利用較長(zhǎng)的光纖進(jìn)行儲(chǔ)能，長(zhǎng)光纖雖然能在環(huán)路內(nèi)存儲(chǔ)更多的光場(chǎng)能量，提高產(chǎn)生信號(hào)的品質(zhì)，但是，較長(zhǎng)的光纖儲(chǔ)能元件使得光電振蕩器的體積龐大，易受外部環(huán)境影響，邊模噪聲難以被濾波器濾除等問題，這些缺點(diǎn)限制了在衛(wèi)星通信、雷達(dá)系統(tǒng)等微波系統(tǒng)中的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明目的是:為了獲得高精度寬帶可調(diào)諧的微波信號(hào)，以及適用于小型化和高集成化發(fā)展等問題，本發(fā)明提供一種基于布里淵散射光電振蕩器的可調(diào)微波信號(hào)產(chǎn)生的方法與裝置，該裝置利用新穎的儲(chǔ)能元件提高了系統(tǒng)的品質(zhì)因子，大大降低了系統(tǒng)的體積。提出的裝置與方法不僅能夠產(chǎn)生高頻微波信號(hào)，而且能夠獲得高精度可調(diào)諧的微波信號(hào)源。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于布里淵散射光電振蕩器的可調(diào)微波信號(hào)產(chǎn)生的方法，其特征在于，第一激光器(101)產(chǎn)生的激光經(jīng)第一偏振控制器(102)進(jìn)入到調(diào)制器(103)的輸入端，被調(diào)制后的輸出光經(jīng)第一環(huán)形器(104)的第一個(gè)端口進(jìn)入，經(jīng)第一環(huán)形器(104)的第二個(gè)端口和第二偏振控制器(105)后進(jìn)入第二激光器(106)中，激光信號(hào)在第二激光器(106)中注入鎖定后按照原線路返回，經(jīng)第二偏振控制器(105)進(jìn)入第一環(huán)形器(104)的第二端口，再經(jīng)第一環(huán)形器(104)的第三端口輸出，進(jìn)入第二環(huán)形器(107)的第一個(gè)端口，從第二環(huán)形器(107)的第二個(gè)端口輸出后經(jīng)第三偏振控制器(108)進(jìn)入儲(chǔ)能元件(109)中，儲(chǔ)能元件(109)中的背向布里淵散射信號(hào)按照原路返回，經(jīng)第二環(huán)形器(107)的第三端口輸出，輸出信號(hào)進(jìn)入隔離器(110)，從隔離器(110)輸出的信號(hào)通過光電探測(cè)器(111)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該電信號(hào)被放大器(112)放大后經(jīng)耦合器(113)分成兩束信號(hào)，其中一路信號(hào)驅(qū)動(dòng)調(diào)制器(103)，另一路信號(hào)作為微波信號(hào)輸出。
[0005]進(jìn)一步的，所述第一激光器(101)為可調(diào)諧單頻激光器，所述第二激光器(106)為直接調(diào)制分布反饋式(DFB)激光器，所述儲(chǔ)能元件(109)為娃基的儲(chǔ)能元件或光纖基的儲(chǔ)能元件；所述光電探測(cè)單元(111)為光電探測(cè)器或平衡探測(cè)器。
[0006]進(jìn)一步的，所述微波信號(hào)的可調(diào)諧性，通過調(diào)節(jié)第一激光器(101)的泵浦波長(zhǎng)、功率來獲得可調(diào)諧的微波信號(hào)。
[0007]進(jìn)一步的，所述微波信號(hào)的可調(diào)諧性，通過調(diào)節(jié)儲(chǔ)能元件(109)的布里淵頻移來獲得可調(diào)諧的微波信號(hào)，改變布里淵頻移可以通過溫度控制裝置、應(yīng)力控制裝置，或者改變儲(chǔ)能元件的半徑中的一種或多種來實(shí)現(xiàn)。
[0008]進(jìn)一步的，通過改變儲(chǔ)能元件(109)中增益介質(zhì)的種類獲得可調(diào)諧的微波信號(hào)。
[0009]另外提供一種基于布里淵散射光電振蕩器的可調(diào)微波信號(hào)產(chǎn)生的裝置，其特征在于，包括第一激光器(101)、第二激光器(106)、第一偏振控制器(102)、第二偏振控制器(105)、第三偏振控制器(108)、調(diào)制器(103)、第一環(huán)形器(104)、第二環(huán)形器(107)、儲(chǔ)能元件(109)、隔離器(110)、光電探測(cè)器(111)、放大器(112)和耦合器(113)，所述第一激光器(101)產(chǎn)生的激光經(jīng)第一偏振控制器(102)進(jìn)入到調(diào)制器(103)的輸入端，被調(diào)制后的輸出光經(jīng)第一環(huán)形器(104)的第一個(gè)端口進(jìn)入，經(jīng)第一環(huán)形器(104)的第二個(gè)端口和第二偏振控制器(105)后進(jìn)入第二激光器(106)中，激光信號(hào)在第二激光器(106)中注入鎖定后按照原線路返回，經(jīng)第二偏振控制器(105)進(jìn)入第一環(huán)形器(104)的第二端口，再經(jīng)第一環(huán)形器(104)的第三端口輸出，進(jìn)入第二環(huán)形器(107)的第一個(gè)端口，從第二環(huán)形器(107)的第二個(gè)端口輸出后經(jīng)第三偏振控制器(108)進(jìn)入儲(chǔ)能元件(109)中，儲(chǔ)能元件(109)中的背向布里淵散射信號(hào)按照原路返回，經(jīng)第二環(huán)形器(107)的第三端口輸出，輸出信號(hào)進(jìn)入隔離器(110)，從隔離器(110)輸出的信號(hào)通過光電探測(cè)器(111)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，該電信號(hào)被放大器(112)放大后經(jīng)耦合器(113)分成兩束信號(hào)，其中一路信號(hào)驅(qū)動(dòng)調(diào)制器(103)，另一路信號(hào)作為微波信號(hào)輸出。
[0010]進(jìn)一步的，所述第一激光器(101)為可調(diào)諧單頻激光器，所述第二激光器(106)為直接調(diào)制分布反饋式(DFB)激光器，所述儲(chǔ)能元件(109)為娃基的儲(chǔ)能元件或光纖基的儲(chǔ)能元件；所述光電探測(cè)單元(111)為光電探測(cè)器或平衡探測(cè)器。
[0011]進(jìn)一步的，所述微波信號(hào)的可調(diào)諧性，通過調(diào)節(jié)第一激光器(101)的泵浦波長(zhǎng)、功率來獲得可調(diào)諧的微波信號(hào)。
[0012]進(jìn)一步的，所述微波信號(hào)的可調(diào)諧性，通過調(diào)節(jié)儲(chǔ)能元件(109)的布里淵頻移來獲得可調(diào)諧的微波信號(hào)，改變布里淵頻移可以通過溫度控制裝置、應(yīng)力控制裝置，或者改變儲(chǔ)能元件的半徑中的一種或多種來實(shí)現(xiàn)。
[0013]進(jìn)一步的，通過改變儲(chǔ)能元件(109)中增益介質(zhì)的種類獲得可調(diào)諧的微波信號(hào)。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提出的一種基于布里淵散射光電振蕩器的可調(diào)微波信號(hào)產(chǎn)生的方法與裝置，通過控制主激光器的波長(zhǎng)和功率來調(diào)節(jié)輸出微波信號(hào)的頻率。本發(fā)明設(shè)計(jì)出的微波信號(hào)的裝置與方法不僅能夠產(chǎn)生高精度微波信號(hào)，而且能夠獲得帶寬可調(diào)諧微波信號(hào)；在本發(fā)明大大降低了電磁干擾等，且具有體積小、精度高、成本低廉和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是本發(fā)明實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明和描述。
[0019]實(shí)施例一:本實(shí)施例提供一種基于布里淵散射光電振蕩器的可調(diào)微波信號(hào)產(chǎn)生的方法及裝置。如圖2所示，本實(shí)施例包括安捷倫窄線寬可調(diào)諧激光器200，其輸出的光經(jīng)偏振控制器202后進(jìn)入photoline電光調(diào)制器203 (MX-LN-20)，被調(diào)制后的輸出光經(jīng)環(huán)形器204的第一個(gè)端口進(jìn)入環(huán)形器，經(jīng)環(huán)形器204的第二個(gè)端口和偏振控制器205后進(jìn)入DFB激光器206中(DFB-BTF-HP)，該激