[发明专利]基于双波长单频光纤激光器的微波信号源

权利要求书

1.基于双波长单频光纤激光器的微波信号源，其特征在于包括光电转换芯片（1）、光隔离芯片（2）、双通带滤波器（3）、高增益光纤（4）、耦合透镜（6）和半导体泵浦激光器（7），其还包括二色镜（5）或宽带光纤光栅（8），光电转换芯片（1）与光隔离芯片（2）输出端连接，光隔离芯片（2）输入端与耦合输出双通带滤波器（3）连接；双通带滤波器（3）经高增益光纤（4）与二色镜（5）宽带光纤光栅（8）组成激光腔；半导体泵浦激光器（7）产生的泵浦光经由耦合透镜（6）耦合后再经由二色镜（5）至高增益光纤（4）后端的纤芯中，进行纤芯泵浦，经双通带滤波器（3）产生的双波长单频激光信号的两个不同波长的光波，在光电转换芯片（1）处相拍，最后在输出端得到差频微波信号。

2.根据权利要求1所述的基于双波长单频光纤激光器的微波信号源，其特征在于：所述高增益光纤（4）为稀土掺杂磷酸盐单模玻璃光纤，其纤芯成分为磷酸盐玻璃，组成为70P₂O₅-8Al₂O₃-15BaO-4La₂O₃-3Nd₂O₃，所述高增益光纤（4）的纤芯掺杂高浓度的发光离子，所述发光离子为镧系离子、过渡金属离子中一种或多种的组合体,所述发光离子掺杂浓度大于1×10¹⁹ions/cm3,且在其纤芯中是均匀掺杂。

3.根据权利要求2所述的基于双波长单频光纤激光器的微波信号源，其特征在于：所述高增益光纤（4）是保偏的稀土掺杂磷酸盐单模玻璃光纤。

4.根据权利要求1所述的基于双波长单频光纤激光器的微波信号源，其特征在于：所述高增益光纤（4）的单位长度增益大于1 dB/cm，光纤长度为0.5～5cm。

5.根据权利要求1所述的基于双波长单频光纤激光器的微波信号源，其特征在于：所述双通带滤波器（3）的通带频谱特征表现为位于高增益光纤（4）增益带宽内的两个反射峰，两个反射峰的谱宽都小于0.15nm，反射峰中心波长反射率为10~95%，两个反射峰中心波长间的频率间隔大于10 GHz。

6.根据权利要求5所述的基于双波长单频光纤激光器的微波信号源，其特征在于：所述双通带滤波器（3）为全光纤结构，是一对反射率和反射谱都相同的均匀光纤光栅构成的F-P滤波器，或是一个相移光纤光栅（10），或是其它具有类似所述通带频谱特征的滤波器。

7.根据权利要求1所述的基于双波长单频光纤激光器的微波信号源，其特征在于：所述双波长单频光纤激光器是短直腔结构，其前腔镜是双通带滤波器（3），后腔镜可采用二色镜（5）或宽带光纤光栅（8），激光腔长度为1~150mm；其中以二色镜（5）为后腔镜时，二色镜（5）为单独的镀膜器件，或为直接在高增益光纤（4）研磨抛光后的一侧端面镀上薄膜形成，所述薄膜对激光信号波长反射率大于95%，对泵浦波长透射率大于90%；所述宽带光纤光栅（8）是对泵浦光高透，透射率大于90％，而对激励信号波长高反，反射率大于95％，其3dB反射谱宽为0.1nm～10nm。

8.根据权利要求1所述的基于双波长单频光纤激光器的微波信号源，其特征在于：所述双通带滤波器（3）、高增益光纤（4）和二色镜（5）或宽带光纤光栅（8）之间是通过将相接处的相应端面进行研磨抛光后，实现端对端耦合的。

9.根据权利要求2所述的基于双波长单频光纤激光器的微波信号源，其特征在于：所述镧系离子为Er³⁺, Yb³⁺, Tm³⁺,Gd³⁺,Tb³⁺,Dy³⁺,Ho³或Lu³⁺。

10.根据权利要求2所述的基于双波长单频光纤激光器的微波信号源，其特征在于：所述过渡金属离子为Cu²⁺,Co²⁺,Cr³⁺,Fe²⁺或Mn²⁺。