[发明专利]基于线型腔光纤光栅的变频率毫米波生成装置

说明书

技术领域

本发明涉及光纤通信、毫米波光学生成技术领域，具体地讲是一种基于线型腔光纤光栅的变频率毫米波生成装置。

背景技术

毫米波生成问题是微波光子科学中的一项核心技术，也是宽带无线ROF技术的基础问题，围绕毫米波的生成问题，国内外均进行大量的研究和尝试，但是由于毫米波本身工作频段很高(30～300GHz)，因而对设备提出了更高的要求，直接造成了构建成本过高，目前提出的毫米波产生方法，如直接调制直接检测法、谐波产生方法、光学外差法等，由于这些方法均依赖于精密昂贵的调谐激光器以及光学调制器，而且对于生成毫米波频率相对固定，无法进行变频以及跳频调整。光纤光栅的应用以及特别是双波长乃至多波长光纤光栅激光器的研究为低成本生成毫米波问题提供了可能，光纤激光器是光纤通信系统中一种很有前景的光源。基于光纤光栅的多波长激光器及毫米波生成方案不断被提出，如单偏振双波长光纤光栅激光器产生微波、毫米波的装置(专利申请号200710177000.9)、利用线型腔双波长光纤激光器产生微波、毫米波的装置(专利申请号200710176999.5)。它们共同存在的问题是无法对毫米波进行变频率调整。

发明内容

本发明是一种基于线型腔光纤光栅的变频率毫米波生成装置，发明的初衷是利用廉价的光纤光栅，有源光纤和少量的无源光通信器材，实现毫米波信号的产生，并且频率可调整。其基本原理是两个光学谐振腔分别使用两段有源光纤，利用光开光选择不同的窄带光纤控制第二个谐振腔具有不同的谐振频率，从而激射出两个不同波长的激光，利用光电二极管探测，实现差拍生成毫米波，方案中采用光开关选择不同的窄带光栅，实现毫米波频率可调整。整个系统仅由一个宽带光栅，多个窄带光栅，泵浦源，部分光开关和耦合器组成，具有极低的构建成本，并且毫米波频率可调特性也具有很高的应用价值。

本发明的技术方案：

基于线型腔光纤光栅的变频率毫米波生成装置，该装置包括：泵浦源、窄带光栅、第一有源光纤、第二有源光纤、宽带光栅、1×N光开关、第一窄带光纤光栅、第二窄带光纤光栅...第N窄带光纤光栅、N×1耦合器、光电探测器；

具体连接方式为：

泵浦源输出接窄带光栅的一端，窄带光栅的另一端接第一有源光纤的一端、第一有源光纤的另一端接宽带光栅的一端、宽带光栅的另一端接第二有源光纤的一端，第二有源光纤的另一端接1×N光开关；

第一窄带光纤光栅的一端接1×N光开关的第一通道端口，第一窄带光纤光栅的另一端接N×1耦合器输入端；

第二窄带光纤光栅的一端接1×N光开关的第二通道端口，第二窄带光纤光栅的另一端接N×1耦合器输入端；

第N窄带光纤光栅的一端接1×N光开关的第N通道端口，第N窄带光纤光栅的另一端接N×1耦合器输入端；

N×1耦合器输出端口接光电探测器。

本发明的有益效果具体如下：

本发明不涉及复杂且昂贵的设备，仅仅采用光纤光栅，有源光纤，泵浦源和少量无源光通信器材，充分利用线性光纤激光器原理，将其应用到微波光子领域，用以产生毫米波信号，本发明最大的优点在于系统结构简单，成本低廉，而且具有毫米波频率可调整的特性。

附图说明

图1基于线型腔光纤光栅的变频率毫米波生成装置示意图(N＝2)。

图2基于线型腔光纤光栅的变频率毫米波生成装置采用光栅示意图(N＝2)。

图3基于线型腔光纤光栅的变频率毫米波生成装置示意图(N＝4)。

图4基于线型腔光纤光栅的变频率毫米波生成装置采用光栅示意图(N＝4)。

图5基于线型腔光纤光栅的变频率毫米波生成装置示意图(N＝8)。

图6基于线型腔光纤光栅的变频率毫米波生成装置采用光栅示意图(N＝8)。

图7基于线型腔光纤光栅的变频率毫米波生成装置示意图(N＝16)。

图8基于线型腔光纤光栅的变频率毫米波生成装置采用光栅示意图(N＝16)。

具体实施方式

下面结合附图1至8对基于线型腔光纤光栅的变频率毫米波生成装置作进一步描述。

实施例一

基于线型腔光纤光栅的变频率毫米波生成装置，如图1所示，该装置包括：泵浦源1、窄带光栅2、第一有源光纤31、第二有源光纤32、宽带光栅4、1×2光开关5、第一窄带光纤光栅61、第二窄带光纤光栅62、2×1耦合器7、光电探测器8；具体连接方式为：