[发明专利]基于双频光纤激光器的毫米波副载波光发射器

说明书

技术领域

本发明属于毫米波副载波光纤通信(ROF)领域，特别涉及一种基于双频光纤激光器的毫米波副载波光发射器。

背景技术

光纤通信技术以低传输损耗可以提供海量的带宽和超高的速率，而无线通信可以提供灵活的接入方式，结合两者的优势发展更高速率、更高容量的通信技术，就是最近几年备受人们关注的ROF(Radio Over Fiber)技术，同时，ROF系统还可以用于实现对移动终端、建筑内、地下等环境的无缝接入，消除各种通信盲区；作为决定整体通信质量的“最后一公里”的接入技术可以也采用ROF系统实现。因此，ROF技术被广泛看好作为未来本地网中的重要应用技术。其中，用光波传送毫米波副载波信号技术由于不同基站之间干扰小、频带宽以及高频信号的处理和控制集中到中心局从而简化基站功能、降低基站成本等优点而成为研究热点。

毫米波副载波光纤通信系统中涉及的关键器件与技术包括低噪声毫米波副载波光信号的产生、毫米波光信号的无色散传输、超高速光调制与解调以及高速探测接收技术等，其中毫米波光信号发射模块是ROF系统中最重要的部分，常用三种方案包括外调制法、低频传输和频率转换法、光外差法。外调制法[H.Schmuck，Comparison fo optical millimeter-wavesystem concepts with regard to chromaticdispersion，Electron.Lett.，1995，31(21)：1848-1849]，从激光器输出的光波经过一个M-Z调制器(MZI)，携带传输信息的毫米波射频(RF)信号直接加载到MZI上，这样输出光波形成一个双边带调制的光学信号，在光学接收器上，每个边带与中心频率发生拍频，产生所需要的毫米波频段的射频信号，这种方法存在色散效应，需要采用单边带调制、光纤光栅色散补偿和光学相位共轭等方法补偿，技术比较复杂。频率转化法[Konstantin Kojucharow，et al，Millimeter-wave signal propertiesresulting form electrooptical upconversion.IEEETrans.Microwave Theroy Technol.，2001，49(10)：1977-1985]，在光纤中传输频率较低的副载波，然后在基站实现频率的上转换，达到毫米波波段的高频载波，这种方法由于需要在基站中增加一个频率上转化器和相关的毫米波电路设备，增加了基站的复杂性和成本。光外差法[U.Gliese，et al，Chromatic dispersion in fiber-optic microwave andmillimeter-wavel inks.IEEE Trans.MicrowaveTheory Technol.，1996，44(0)：1716-1724]，是传输两个频率差等于毫米波频率的窄线宽在基站通过外差产生毫米波信号，可以克服光纤的色散效应，又可以简化基站的结构和成本，是主流技术方案。但由于一般采用两个分立半导体激光器，拍频毫米波信号存在较大的相位噪声，这将对系统性能造成很大影响，所以需要采用辅助光注入锁定技术、光学锁相环技术等进行消除，有较高的技术难度，且使得成本的提高。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种基于双频光纤激光器的毫米波副载波光发射器，其可针对外差法毫米波副载光通信的技术要求，克服上述技术复杂性，降低成本。同时该激光器具有窄线宽、低噪声等优点，从源头上解决相位噪声问题，通过同一谐振腔产生的双频激光自外差产生拍频毫米波，实现低成本毫米波副载波信号发射。

本发明的技术解决方案如下：

本发明一种基于双频光纤激光器的毫米波副载波光发射器，其特征在于，包括：

一泵浦源，用于泵浦有源光纤；

一隔离器，该隔离器的输入端与泵浦源的输出端相连接，用于隔离进入泵浦源的光，对泵浦源起到保护作用；

一有源谐振腔，该有源谐振腔输入端与隔离器的输出端相连接，提供光学增益和反馈，产生双纵模激光；

一信息加载模块，该信息加载模块的输入端与有源谐振腔的输出端相连接；

一单模光纤，单模光纤的一端与信息加载模块连接，用于传输信号，实现长距离通信；

一光电探测器，该光电探测器的输入端与单模光纤的另一端相连接，用于把光信号转换为电信号；

一放大器，该放大器与光电探测器的输出端相连接，用于放大光电探测器产生的电信号；