專利名稱:一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置制造方法
【專利摘要】一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置，解決了傳統(tǒng)基于光纖毫米波發(fā)生裝置集成度低，成本較高的問題；該裝置僅利用一個(gè)泵浦源以及一根雙芯光纖，通過對(duì)雙纖芯進(jìn)行光柵刻寫即可實(shí)現(xiàn)毫米波生成，不僅控制了成本而且極大提高了系統(tǒng)集成度；特別適用光纖通信、光纖傳感、微波光子、Radio over Fiber(RoF)等領(lǐng)域。
【專利說明】一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種毫米波發(fā)生裝置，適用于光纖微波通信(RoF:Rad1 on/overFiber)、微波光子、光纖激光器、光纖傳感和雷達(dá)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動(dòng)通信的迅猛發(fā)展和3G技術(shù)在國(guó)際上的實(shí)用化，移動(dòng)無線接入正向著寬帶寬、高速接入的第三代移動(dòng)通信技術(shù)(3G)發(fā)展。然而，當(dāng)前微波以下的頻段均被占用，集中了大多數(shù)業(yè)務(wù)的3GHz以下頻段也早已擁擠不堪，無線頻譜資源缺乏的局限越來越突出。為了提高無線通信系統(tǒng)的容量，避免信道擁擠和相互干擾，就要求提高其工作頻率，向更高頻率的毫米波段擴(kuò)展。但是無線信號(hào)易受大氣環(huán)境的影響，不能實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離的傳輸。為了解決上述問題，實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離的傳輸，提出了把光纖通信和微波通信結(jié)合的光纖微波通信ROF(Rad1 Over Fiber)技術(shù)。在ROF系統(tǒng)中，用光纖代替大氣作為傳輸媒質(zhì)來傳輸信號(hào)，中心站通過光纖與多個(gè)功能簡(jiǎn)單的基站相連。所有的處理功能在中心站完成，基站端只保留光電轉(zhuǎn)換、濾波和放大功能。相比于傳統(tǒng)基于電子設(shè)備的微波信號(hào)傳輸系統(tǒng)，微波光子鏈路的最大優(yōu)勢(shì)是減小了體積、重量及成本、抗電磁輻射、串?dāng)_小、調(diào)諧方便、大帶寬。
[0003]盡可能低成本地實(shí)現(xiàn)毫米波的生成技術(shù)是提高ROF系統(tǒng)性能的關(guān)鍵技術(shù)。目前，已提出的光毫米波的產(chǎn)生的方法有直接調(diào)制、外調(diào)制和光外差方法等。其中光外差以其優(yōu)異的性能成為光載毫米波生成的有效方法。光外差技術(shù)主要基于光學(xué)拍頻，它的原理是:當(dāng)兩個(gè)不同波長(zhǎng)的光波同時(shí)經(jīng)過一個(gè)光電探測(cè)器時(shí)，探測(cè)器的輸出將產(chǎn)生一個(gè)頻率的毫米波，而且該頻率為兩個(gè)光波頻率之差。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00810225447.3提出了一種基于雙光纖光柵結(jié)構(gòu)的微波、毫米波發(fā)生裝置，此裝置除了利用兩根光纖以外還要外接光纖環(huán)形器不僅工藝較為復(fù)雜而且加大了系統(tǒng)損耗，不利于系統(tǒng)集成。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朇N200710176999.5提出了一種利用線型腔雙波長(zhǎng)光纖激光產(chǎn)生微波毫米波發(fā)生裝置，該裝置需采用兩個(gè)泵浦源進(jìn)行同時(shí)泵浦，系統(tǒng)成本偏高。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)朇N200710179426.8提出了一種線性腔保偏光纖激光器產(chǎn)生微波、毫米波的裝置，該裝置使用保偏光纖激光器直接產(chǎn)生毫米波，雖然集成度較高，但保偏光纖價(jià)格昂貴，因此不利于降低系統(tǒng)成本。利用本文提出的方法，可以在單泵浦情況下，僅利用一根纖芯刻有光纖的雙芯光纖即可產(chǎn)生毫米波，不僅集成度高，而且極大程度的降低了系統(tǒng)成本。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是:傳統(tǒng)基于光纖的光毫米波發(fā)生裝置集成度低，成本較高的問題。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0006]一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置，其特征在于:該裝置利用一個(gè)泵浦源，對(duì)有源雙芯光纖進(jìn)行泵浦，通過在雙芯光纖兩個(gè)纖芯不同點(diǎn)位刻寫光柵，生成雙波長(zhǎng)激光，最后使用光電探測(cè)器，對(duì)雙波長(zhǎng)激光進(jìn)行拍頻，實(shí)現(xiàn)毫米波生成；
[0007]其裝置包括:泵浦源，I X 2光纖分光器，雙芯光纖，纖芯一，纖芯二，纖芯一上光柵一，纖芯一上光柵二，纖芯二上光柵一，纖芯二上光柵二，2X I光纖合束器，光電探測(cè)器；
[0008]具體連接方式為:泵浦源的輸出端連接I X 2光纖分光器的輸入端，I X 2光纖分光器的輸出端分別連接雙芯光纖的纖芯一和纖芯二的輸入端，在纖芯一上刻寫纖芯一上光柵一和纖芯一上光柵二，在纖芯二上刻寫纖芯二上光柵一和纖芯二上光柵二，雙芯光纖的纖芯一和纖芯二的輸出端連接2X I光纖合束器的兩個(gè)輸入端，2X I光纖合束器的輸出端連接光電探測(cè)器的輸入端；
[0009]所刻寫光柵要求為:纖芯一上光柵一和纖芯一上光柵二的反射波長(zhǎng)相同，纖芯二上光柵一和纖芯二上光柵二的反射波長(zhǎng)相同但不等于纖芯一上光柵一和纖芯一上光柵二的反射波長(zhǎng)；
[0010]本實(shí)用新型的有益效果具體如下:
[0011]本實(shí)用新型所述的一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置，僅利用一個(gè)泵浦源以及一根雙芯光纖，通過對(duì)雙纖芯進(jìn)行光柵刻寫即可實(shí)現(xiàn)毫米波生成，不僅控制了成本而且極大提高了系統(tǒng)集成度，解決了傳統(tǒng)基于光纖毫米波發(fā)生裝置集成度低，成本較高的問題。

【附圖說明】

[0012]圖1為一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置作進(jìn)一步描述。
[0014]實(shí)施方式一:
[0015]一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置，如圖1所示其裝置包括:泵浦源1，1X2光纖分光器2，雙芯光纖3，纖芯一 31，纖芯二 32，纖芯一上光柵一 311，纖芯一上光柵二 312，纖芯二上光柵一 321，纖芯二上光柵二 322，2 X I光纖合束器4，光電探測(cè)器5 ；
[0016]具體連接方式為:泵浦源I的輸出端連接I X 2光纖分光器2的輸入端，I X 2光纖分光器2的輸出端分別連接雙芯光纖3的纖芯一 31和纖芯二 32的輸入端，在纖芯一 31上刻寫纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312，在纖芯二上刻寫纖芯二上光柵一 321和纖芯二上光柵二 322，雙芯光纖3的纖芯一 31和纖芯二 32的輸出端連接2X1光纖合束器4的兩個(gè)輸入端，2 X I光纖合束器4的輸出端連接光電探測(cè)器5的輸入端；
[0017]所刻寫光柵要求為:纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312的反射波長(zhǎng)相同，纖芯二上光柵一 321和纖芯二上光柵二 322的反射波長(zhǎng)相同但不等于纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二(312)的反射波長(zhǎng)；
[0018]本實(shí)施例中，泵浦源I的工作波長(zhǎng)為980nm，1X2光纖分光器2為市售普通光纖分光器，雙芯光纖3為有源雙芯光纖，纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312的反射波長(zhǎng)相同為1550nm,纖芯二上光柵一 321，纖芯二上光柵二 322的反射波長(zhǎng)相同為1550.6nm,2Xl光纖合束器4為市售普通光纖合束器，經(jīng)過光電探測(cè)器5，可生成75GHz毫米波。
[0019]實(shí)施方式二:
[0020]一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置，如圖1所示其裝置包括:泵浦源1，1X2光纖分光器2，雙芯光纖3，纖芯一 31，纖芯二 32，纖芯一上光柵一 311，纖芯一上光柵二 312，纖芯二上光柵一 321，纖芯二上光柵二 322，2 X I光纖合束器4，光電探測(cè)器5 ；
[0021]具體連接方式為:泵浦源I的輸出端連接I X 2光纖分光器2的輸入端，I X 2光纖分光器2的輸出端分別連接雙芯光纖3的纖芯一 31和纖芯二 32的輸入端，在纖芯一 31上刻寫纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312，在纖芯二上刻寫纖芯二上光柵一 321和纖芯二上光柵二 322，雙芯光纖3的纖芯一 31和纖芯二 32的輸出端連接2X1光纖合束器4的兩個(gè)輸入端，2 X I光纖合束器4的輸出端連接光電探測(cè)器5的輸入端；
[0022]所刻寫光柵要求為:纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312的反射波長(zhǎng)相同，纖芯二上光柵一 321和纖芯二上光柵二 322的反射波長(zhǎng)相同但不等于纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二(312)的反射波長(zhǎng)；
[0023]本實(shí)施例中，泵浦源I的工作波長(zhǎng)為980nm，1X2光纖分光器2為市售普通光纖分光器，雙芯光纖3為有源雙芯光纖，纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312的反射波長(zhǎng)相同為1549nm,纖芯二上光柵一 321，纖芯二上光柵二 322的反射波長(zhǎng)相同為1549.8nm,2Xl光纖合束器4為市售普通光纖合束器，經(jīng)過光電探測(cè)器5，可生成10GHz毫米波。
[0024]實(shí)施方式三:
[0025]一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置，如圖1所示其裝置包括:泵浦源1，1X2光纖分光器2，雙芯光纖3，纖芯一 31，纖芯二 32，纖芯一上光柵一 311，纖芯一上光柵二 312，纖芯二上光柵一 321，纖芯二上光柵二 322，2 X I光纖合束器4，光電探測(cè)器5 ；
[0026]具體連接方式為:泵浦源I的輸出端連接I X 2光纖分光器2的輸入端，I X 2光纖分光器2的輸出端分別連接雙芯光纖3的纖芯一 31和纖芯二 32的輸入端，在纖芯一 31上刻寫纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312，在纖芯二上刻寫纖芯二上光柵一 321和纖芯二上光柵二 322，雙芯光纖3的纖芯一 31和纖芯二 32的輸出端連接2X1光纖合束器4的兩個(gè)輸入端，2 X I光纖合束器4的輸出端連接光電探測(cè)器5的輸入端；
[0027]所刻寫光柵要求為:纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312的反射波長(zhǎng)相同，纖芯二上光柵一 321和纖芯二上光柵二 322的反射波長(zhǎng)相同但不等于纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二(312)的反射波長(zhǎng)；
[0028]本實(shí)施例中，泵浦源I的工作波長(zhǎng)為980nm，I X 2光纖分光器2為市售普通光纖分光器，雙芯光纖3為有源雙芯光纖，纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312的反射波長(zhǎng)相同為1549nm，纖芯二上光柵一 321，纖芯二上光柵二 322的反射波長(zhǎng)相同為1550nm，2X I光纖合束器4為市售普通光纖合束器，經(jīng)過光電探測(cè)器5，可生成125GHz毫米波。
[0029]實(shí)施方式四:
[0030]一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置，如圖1所示其裝置包括:泵浦源1，1X2光纖分光器2，雙芯光纖3，纖芯一 31，纖芯二 32，纖芯一上光柵一 311，纖芯一上光柵二 312，纖芯二上光柵一 321，纖芯二上光柵二 322，2 X I光纖合束器4，光電探測(cè)器5 ；
[0031]具體連接方式為:泵浦源I的輸出端連接I X 2光纖分光器2的輸入端，I X 2光纖分光器2的輸出端分別連接雙芯光纖3的纖芯一 31和纖芯二 32的輸入端，在纖芯一 31上刻寫纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312，在纖芯二上刻寫纖芯二上光柵一 321和纖芯二上光柵二 322，雙芯光纖3的纖芯一 31和纖芯二 32的輸出端連接2X1光纖合束器4的兩個(gè)輸入端，2 X I光纖合束器4的輸出端連接光電探測(cè)器5的輸入端；
[0032]所刻寫光柵要求為:纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312的反射波長(zhǎng)相同，纖芯二上光柵一 321和纖芯二上光柵二 322的反射波長(zhǎng)相同但不等于纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二(312)的反射波長(zhǎng)；
[0033]本實(shí)施例中，泵浦源I的工作波長(zhǎng)為980nm，I X 2光纖分光器2為市售普通光纖分光器，雙芯光纖3為有源雙芯光纖，纖芯一上光柵一 311和纖芯一上光柵二 312的反射波長(zhǎng)相同為1549nm，纖芯二上光柵一 321，纖芯二上光柵二 322的反射波長(zhǎng)相同為1551nm，2X I光纖合束器4為市售普通光纖合束器，經(jīng)過光電探測(cè)器5，可生成250GHz毫米波。
[0034]以上所述實(shí)施方案僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用于限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在本發(fā)明公開的內(nèi)容上，還可以做出若干等同變形和替換，毫米波的范圍也不限于75-250GHZ，這些等同變形和替換以及頻率范圍的調(diào)整也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于雙芯光纖結(jié)構(gòu)的毫米波發(fā)生裝置，其裝置包括:泵浦源(I)，1X2光纖分光器(2)，雙芯光纖(3)，纖芯一(31)，纖芯二(32)，纖芯一上光柵一(311)，纖芯一上光柵二(312)，纖芯二上光柵一(321)，纖芯二上光柵二(322)，2X1光纖合束器(4)，光電探測(cè)器(5)； 具體連接方式為:泵浦源(I)的輸出端連接1X2光纖分光器(2)的輸入端，1X2光纖分光器(2)的輸出端分別連接雙芯光纖(3)的纖芯一(31)和纖芯二(32)的輸入端，在纖芯一(31)上刻寫纖芯一上光柵一(311)和纖芯一上光柵二(312)，在纖芯二上刻寫纖芯二上光柵一(321)和纖芯二上光柵二(322)，雙芯光纖(3)的纖芯一(31)和纖芯二(32)的輸出端連接2X1光纖合束器(4)的兩個(gè)輸入端，2X1光纖合束器(4)的輸出端連接光電探測(cè)器(5)的輸入端； 所刻寫光柵要求為:纖芯一上光柵一(311)和纖芯一上光柵二(312)的反射波長(zhǎng)相同，纖芯二上光柵一(321)和纖芯二上光柵二(322)的反射波長(zhǎng)相同但不等于纖芯一上光柵一(311)和纖芯一上光柵二(312)的反射波長(zhǎng)。
【文檔編號(hào)】H04B10-50GK204272126SQ201420741284
【發(fā)明者】陳宏堯, 李晶, 寧提綱, 張嬋, 袁瑾 [申請(qǐng)人]北京交通大學(xué)