專利名稱：一種頻率可調(diào)的三角波光子發(fā)生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電子器件、微波光子學(xué)領(lǐng)域，具體地講是一種頻率可調(diào)的三角波光子發(fā)生裝置。
背景技術(shù)：
三角波(Triangular Wave)，在單個(gè)周期內(nèi)幅度為三角形，是一種典型的非正弦波信號。在信號處理和通信系統(tǒng)工程領(lǐng)域三角波是一個(gè)非常有用的理想信號表示，也是用于導(dǎo)出其它理想信號的原型信號。三角波以其特有的時(shí)域/頻域特性，具有多方面的應(yīng)用， 如在脈沖編碼調(diào)制中作為數(shù)字信號傳輸?shù)拿}沖波形以及信號接收時(shí)作為匹配濾波器使用；由于頻譜范圍內(nèi)比方波具有更低的諧波分量，在數(shù)據(jù)成像技術(shù)中廣泛應(yīng)用；由于時(shí)域范圍內(nèi)三角波幅度隨時(shí)間呈現(xiàn)線性變化，在同步通信系統(tǒng)中作為時(shí)鐘信號能夠大幅度降低時(shí)鐘頻率。目前，常采用電路的方式獲得低頻的三角波(數(shù)百KHz至數(shù)百M(fèi)Hz)，采用可編程任意波形發(fā)生器也可以產(chǎn)生三角形的電脈沖，但是這些方法都采用電子學(xué)的方法，必定遇到電子學(xué)瓶頸的限制，無法獲得更高頻率的三角波。隨著人類社會信息化進(jìn)程的迅猛發(fā)展， 信息處理技術(shù)勢必對包括三角波在內(nèi)的特殊形狀信號源頻率具有更高的要求，如何獲得頻率高達(dá)數(shù)十GHz甚至數(shù)百GHz的信號源，一直以來是國內(nèi)外研究的重點(diǎn)。微波光子學(xué)是近年來興起的新學(xué)科，將光子學(xué)和微波學(xué)相結(jié)合，利用光子學(xué)的大帶寬、低損耗、抗EMI等特性， 能夠克服電子學(xué)瓶頸，為獲得穩(wěn)定高頻的信號源提供了必要的支持。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是受現(xiàn)有的電子學(xué)瓶頸限制，不能產(chǎn)生穩(wěn)定的高頻三角波的信號源。本發(fā)明的技術(shù)方案一種頻率可調(diào)的三角波光子發(fā)生裝置，該裝置包括連續(xù)波激光器、雙平行馬赫曾德調(diào)制器、第一正弦波本地振蕩器、第二正弦波本地振蕩器、第一射頻功率放大器、第二射頻功率放大器、第一電壓源、第二電壓源、第三電壓源、光電二極管；具體連接方式為連續(xù)波激光器的光輸出端接雙平行馬赫曾德調(diào)制器的光輸入端，第一正弦波本地振蕩器的電輸出端接第一射頻功率放大器的電輸入端，第一射頻功率放大器的電輸出端接雙平行馬赫曾德調(diào)制器的第一電調(diào)制端；第二正弦波本地振蕩器的電輸出端接第二射頻功率放大器的電輸入端，第二射頻功率放大器的電輸出端接雙平行馬赫曾德調(diào)制器的第二電調(diào)制端口；第一電壓源的輸出端接雙平行馬赫曾德調(diào)制器的第一電壓偏置端；第二電壓源的輸出端接雙平行馬赫曾德調(diào)制器的第二電壓偏置端；第三電壓源的輸出端接雙平行馬赫曾德調(diào)制器的第三電壓偏置端；雙平行馬赫曾德調(diào)制器的光輸出端接光電二極管的輸入端。第一電壓源的輸出電壓Vbiasl = Vn，所述的第二電壓源的輸出電壓Vbias2 = Vn，所述的第三電壓源的輸出電壓Vbias3 = VJ2，其中Vn為雙平行馬赫曾德調(diào)制器的半波電壓；調(diào)節(jié)第一正弦波本地振蕩器的輸出頻率，調(diào)節(jié)范圍為3GHz 39GHz和調(diào)節(jié)第二正弦波本地振蕩器的輸出頻率f2，調(diào)節(jié)范圍為IGHz 13GHz，使f2 = 3f\ ；調(diào)節(jié)第一射頻功率放大器的放大系數(shù)α工，調(diào)節(jié)范圍0 νπ/3)和調(diào)節(jié)第二射頻功率放大器的放大系數(shù)α 2，調(diào)節(jié)范圍0 νπ/3，使JJ2 α工π /Vj = 9J2 (2 α 2 ji /X)，其中J2 為二階貝塞爾函數(shù)；經(jīng)過上述調(diào)節(jié)后，光電二極管輸出為三角波信號，頻率為f = 2f10本發(fā)明的具體工作原理如下由連續(xù)波激光器輸出的光信號表達(dá)式為Ein(t) = E0exp(jco0t) (1)其中為光信號幅度，Qci為中心角頻率，然后光信號經(jīng)雙平行馬赫曾德調(diào)制器調(diào)制后，輸出光信號表達(dá)式為
權(quán)利要求
1.一種頻率可調(diào)的三角波光子發(fā)生裝置，其特征在于該裝置包括連續(xù)波激光器(1)、 雙平行馬赫曾德調(diào)制器O)、第一正弦波本地振蕩器(31)、第二正弦波本地振蕩器(32)、第一射頻功率放大器Gl)、第二射頻功率放大器0 、第一電壓源(51)、第二電壓源(52)、第三電壓源(53)、光電二極管(6)；具體連接方式為連續(xù)波激光器(1)的光輸出端接雙平行馬赫曾德調(diào)制器O)的光輸入端，第一正弦波本地振蕩器(31)的電輸出端接第一射頻功率放大器Gl)的電輸入端，第一射頻功率放大器Gl)的電輸出端接雙平行馬赫曾德調(diào)制器的第一電調(diào)制端011)；第二正弦波本地振蕩器(32)的電輸出端接第二射頻功率放大器G2)的電輸入端，第二射頻功率放大器0 的電輸出端接雙平行馬赫曾德調(diào)制器的第二電調(diào)制端口(212)； 第一電壓源(51)的輸出端接雙平行馬赫曾德調(diào)制器的第一電壓偏置端021)； 第二電壓源(5 的輸出端接雙平行馬赫曾德調(diào)制器的第二電壓偏置端022)； 第三電壓源(53)的輸出端接雙平行馬赫曾德調(diào)制器的第三電壓偏置端023)； 雙平行馬赫曾德調(diào)制器的光輸出端接光電二極管(6)的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種頻率可調(diào)的三角波光子發(fā)生器，其特征在于所述的第一電壓源(51)的輸出電壓Vbiasl = Vn，所述的第二電壓源(52)的輸出電壓 Vbias2 = L，所述的第三電壓源(5 的輸出電壓Vbias3 = νπ/2，其中Vn為雙平行馬赫曾德調(diào)制器⑵的半波電壓；所述的第一正弦波本地振蕩器(31)的輸出頻率為3GHz 39GHz ；所述的第二正弦波本地振蕩器(32)的輸出頻率f2為IGHz 13GHz ;f2 = 3f\ ；所述的第一射頻功率放大器Gl)的放大系數(shù)α iSO、、/^ ；所述的第二射頻功率放大器(42)的放大系數(shù)α』0 νπ/3，J2(2al3i/Vj = 9J2 Q α 2 π ，其中J2為二階貝塞爾函數(shù)；所述的光電二極管(6)輸出為三角波信號，頻率為f = 2f\。
全文摘要
一種頻率可調(diào)的三角波光子發(fā)生裝置，涉及光電子器件、微波光子學(xué)領(lǐng)域，該裝置的雙平行馬赫曾德調(diào)制器(2)光輸入端和光輸出端分別接連續(xù)波激光器(1)和光電二極管(6)，第一正弦波本地振蕩器(31)、第二正弦波本地振蕩器(32)的輸出端分別接第一射頻功率放大器(41)、第二射頻功率放大器(42)，然后再各自接雙平行馬赫曾德調(diào)制器(2)第一電調(diào)制端(211)和第二電調(diào)制端(212)，雙平行馬赫曾德調(diào)制器三個(gè)電壓偏置端(221、222、223)分別接第一、二、三電壓源(51、52、53)輸出端。調(diào)節(jié)正弦本地振蕩器的工作頻率、射頻功率放大器的放大系數(shù)和電壓源的電壓值，產(chǎn)生頻率可調(diào)的三角波，頻率最高可達(dá)到26GHz，遠(yuǎn)大于電子學(xué)方法產(chǎn)生的三角波頻率。
文檔編號H04B10/145GK102215069SQ20111013809
公開日2011年10月12日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者馮素春, 劉志明, 寧提綱, 李晶, 油海東, 溫曉東, 裴麗, 鄭晶晶 申請人:北京交通大學(xué)