[实用新型]一种基于双芯光纤结构的毫米波发生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种毫米波发生装置，适用于光纤微波通信(RoF:Radio on/over Fiber)、微波光子、光纤激光器、光纤传感和雷达技术领域。

背景技术

随着移动通信的迅猛发展和3G技术在国际上的实用化，移动无线接入正向着宽带宽、高速接入的第三代移动通信技术(3G)发展。然而，当前微波以下的频段均被占用，集中了大多数业务的3GHz以下频段也早已拥挤不堪，无线频谱资源缺乏的局限越来越突出。为了提高无线通信系统的容量，避免信道拥挤和相互干扰，就要求提高其工作频率，向更高频率的毫米波段扩展。但是无线信号易受大气环境的影响，不能实现长距离的传输。为了解决上述问题，实现超长距离的传输，提出了把光纤通信和微波通信结合的光纤微波通信ROF(Radio Over Fiber)技术。在ROF系统中，用光纤代替大气作为传输媒质来传输信号，中心站通过光纤与多个功能简单的基站相连。所有的处理功能在中心站完成，基站端只保留光电转换、滤波和放大功能。相比于传统基于电子设备的微波信号传输系统，微波光子链路的最大优势是减小了体积、重量及成本、抗电磁辐射、串扰小、调谐方便、大带宽。

尽可能低成本地实现毫米波的生成技术是提高ROF系统性能的关键技术。目前，已提出的光毫米波的产生的方法有直接调制、外调制和光外差方法等。其中光外差以其优异的性能成为光载毫米波生成的有效方法。光外差技术主要基于光学拍频，它的原理是:当两个不同波长的光波同时经过一个光电探测器时，探测器的输出将产生一个频率的毫米波，而且该频率为两个光波频率之差。中国专利申请号200810225447.3提出了一种基于双光纤光栅结构的微波、毫米波发生装置，此装置除了利用两根光纤以外还要外接光纤环形器不仅工艺较为复杂而且加大了系统损耗，不利于系统集成。中国专利申请号CN200710176999.5提出了一种利用线型腔双波长光纤激光产生微波毫米波发生装置，该装置需采用两个泵浦源进行同时泵浦，系统成本偏高。中国专利申请号CN200710179426.8提出了一种线性腔保偏光纤激光器产生微波、毫米波的装置，该装置使用保偏光纤激光器直接产生毫米波，虽然集成度较高，但保偏光纤价格昂贵，因此不利于降低系统成本。利用本文提出的方法，可以在单泵浦情况下，仅利用一根纤芯刻有光纤的双芯光纤即可产生毫米波，不仅集成度高，而且极大程度的降低了系统成本。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：传统基于光纤的光毫米波发生装置集成度低，成本较高的问题。

本实用新型的技术方案为：

一种基于双芯光纤结构的毫米波发生装置，其特征在于：该装置利用一个泵浦源，对有源双芯光纤进行泵浦，通过在双芯光纤两个纤芯不同点位刻写光栅，生成双波长激光，最后使用光电探测器，对双波长激光进行拍频，实现毫米波生成；

其装置包括：泵浦源，1×2光纤分光器，双芯光纤，纤芯一，纤芯二，纤芯一上光栅一，纤芯一上光栅二，纤芯二上光栅一，纤芯二上光栅二，2×1光纤合束器，光电探测器；

具体连接方式为：泵浦源的输出端连接1×2光纤分光器的输入端，1×2光纤分光器的输出端分别连接双芯光纤的纤芯一和纤芯二的输入端，在纤芯一上刻写纤芯一上光栅一和纤芯一上光栅二，在纤芯二上刻写纤芯二上光栅一和纤芯二上光栅二，双芯光纤的纤芯一和纤芯二的输出端连接2×1光纤合束器的两个输入端，2×1光纤合束器的输出端连接光电探测器的输入端；

所刻写光栅要求为：纤芯一上光栅一和纤芯一上光栅二的反射波长相同，纤芯二上光栅一和纤芯二上光栅二的反射波长相同但不等于纤芯一上光栅一和纤芯一上光栅二的反射波长；

本实用新型的有益效果具体如下：

本实用新型所述的一种基于双芯光纤结构的毫米波发生装置，仅利用一个泵浦源以及一根双芯光纤，通过对双纤芯进行光栅刻写即可实现毫米波生成，不仅控制了成本而且极大提高了系统集成度，解决了传统基于光纤毫米波发生装置集成度低，成本较高的问题。

附图说明

图1为一种基于双芯光纤结构的毫米波发生装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对一种基于双芯光纤结构的毫米波发生装置作进一步描述。

实施方式一：

一种基于双芯光纤结构的毫米波发生装置，如图1所示其装置包括：泵浦源1，1×2光纤分光器2，双芯光纤3，纤芯一31，纤芯二32，纤芯一上光栅一311，纤芯一上光栅二312，纤芯二上光栅一321，纤芯二上光栅二322，2×1光纤合束器4，光电探测器5；