[发明专利]一种基于交叉偏振调制实现全光微波上变频装置

权利要求书

1.一种基于交叉偏振调制实现全光微波上变频装置，包括：

窄线宽激光器，其用于提供探测光；

第一偏振调制器，其用于根据微波信号调制探测光信号的偏振态，并输出调制后的光载波信号和调制边带信号，且所述光载波信号和调制边带信号的偏振态相互垂直；

微波信号源，其用于向所述偏振调制器输出所述微波信号；

第一偏振控制器，其用于调节所述光载波信号和调制边带信号的偏振态；

第一滤波器，其用于滤除所述光载波信号的下边带以及所述调制边带信号中+2阶边带以上的信号，输出光载波信号和+1阶调制边带信号；

环形器，其用于将从光滤波器输出的光载波信号和+1阶调制边带信号输出至偏振分束器，并将从偏振分束器输出的环输出光输出至第二偏振控制器；

偏振分束器，其用于将偏振态相互垂直的所述光载波信号和+1阶调制边带信号分离，并分别进入sagnac环的顺时针方向和逆时针方向，同时将经过所述sagnac环后的环输出光输出；

第三偏振控制器，其用于控制进入sagnac环的顺时针方向的所述光载波信号或+1阶调制边带信号的偏振态，使得其功率最大；

第四偏振控制器，其用于控制进入sagnac环的逆时针方向的所述光载波信号或+1阶调制边带信号的偏振态，使得其功率最大；

光耦合器，其用于将控制光信号和进入sagnac环的逆时针方向的所述光载波信号或+1阶调制边带信号合束；

高非线性光纤，其用于将合束后的制光信号和进入sagnac环的顺时针方向的所述光载波信号或+1阶调制边带信号进行交叉偏振调制，以将顺时针方向的所述光载波信号或+1阶调制边带信号上加载所述基带数据信号；

可调谐激光器，其用于产生控制光信号；

波形发生器，其用于输出上变频的基带数据信号；

强度调制器，其根据所述上变频的基带数据信号对所述控制光信号进行调制，以将所述上变频的基带数据信号加载在所述控制光信号上；

第二偏振控制器，其用于调节所述环输出光中的所述光载波信号和+1阶调制边带信号，使其功率一致；

起偏器，其用于将经过所述第二偏振控制器的所述光载波信号和+1阶调制边带信号投影到同一个偏振方向上；

第二滤波器，其用于滤除经过起偏器后的环输出光中的控制光信号；

单模光纤，其用于传输经过第二滤波器后的环输出光中的所述光载波信号和+1阶调制边带信号；

光电探测器，其用于将从单面光纤传输的所述光载波信号和+1阶调制边带信号转换为电信号；

电放大器，其用于放大所述电信号；

电混频器，其用于将所述电信号中高频副载波上携带的基带数据信号混频到中频副载波上；

低通滤波器，用于滤除混频之后的高频分量。

2.根据权利要求1所述的全光微波上变频装置，其中，所述窄线宽激光器可以是半导体激光器也可以是光纤激光器。

3.根据权利要求1所述的全光微波上变频装置，其中，所述第一至第四偏振控制器包括光纤结构、波导结构或空间结构的偏振控制器。

4.根据权利要求1所述的全光微波上变频装置，其中，所述偏振调制器包括铌酸锂晶体、半导体聚合物、有机聚合物的偏振调制器。

5.根据权利要求1所述的全光微波上变频装置，其中，所述强度调制器为铌酸锂晶体、半导体聚合物、有机聚合物的调制器。

6.根据权利要求1所述的全光微波上变频装置，其中，所述微波信号源和波形发生器可以是矢量网络分析仪，所述波形发生器还可以微波信号源。

7.根据权利要求1所述的全光微波上变频装置，其中，所述高非线性光纤为掺锗高非线性光纤或者硫化物高非线性光纤。

8.根据权利要求1所述的全光微波上变频装置，其中，所述第一、第二滤波器为基于硅基液晶技术的波形整形器、光滤波器、波分复用器、光纤光栅中的一种。

9.根据权利要求1所述的全光微波上变频装置，其中，所述偏振分束器根据所述第一偏振控制器调节后的所述光载波信号和+1阶调制边带信号的偏振态将其分别传输至所述sagnac环的顺时针方向或逆时针方向。

10.根据权利要求1所述的全光微波上变频装置，其中，从所述偏振分束器输出的所述环输出光包括控制光信号、光载波信号、加载在所述光载波信号上的基带数据信号和+1阶调制边带信号。

11.根据权利要求1所述的全光微波上变频装置，其中，所述光电探测器可以是光电二极管也可以是光电倍增管；可以是磷化铟材料的也可以是硅基材料的；带宽越宽越好，饱和输入光功率越大越好，光电转化效率越高越好。