[发明专利]一种基于光电振荡器的微波光子上变频装置及方法

权利要求书

1.一种基于光电振荡器的微波光子上变频装置，其特征在于：由激光源、第一耦合器、第一环行器、第一高非线性色散位移光纤、掺铒光纤放大器、第一光电探测器、第二耦合器、第一马赫曾德尔调制器、第一微波信号源、第一直流稳压电源、光滤波器、第二马赫曾德尔调制器、第二直流稳压电源、第二环行器、第二高非线性色散位移光纤、第二光电探测器、微波放大器、双平行马赫曾德尔调制器、第三直流稳压电源、第四直流稳压电源、第五直流稳压电源、光隔离器和频谱分析仪组成；

激光源输出的光信号进入到第一耦合器中，第一耦合器把光信号分成第一支路和第二个支路两个光信号，第一支路光信号从第一环行器的Ⅰ端口进入并由Ⅱ口输出，进入到第一高非线性色散位移光纤中，第一环行器的Ⅲ端口输出的光信号进入掺铒光纤放大器，掺铒光纤放大器的输出进入第一光电探测器，第一光电探测器输出的微波信号进入第二马赫曾德尔调制器射频输入端；第一耦合器输出的第二支路光信号进入到第二耦合器中，被分成第三支路和第四支路两个光信号，第三支路光信号进入到第一马赫曾德尔调制器中作为光载波信号，第一微波信号源输出与第一马赫曾德尔调制器的射频输入端相连，第一直流稳压电源的输出与第一马赫曾德尔调制器的直流偏置端相连，第一马赫曾德尔调制器输出进入光滤波器，光滤波器的输出进入到第二马赫曾德尔调制器中作为光载波，第二直流稳压电源的输出与第二马赫曾德尔调制器的直流偏置输入端相连，第二马赫曾德尔调制器输出与第二环行器的Ⅰ端口相连，第二环行器的Ⅱ端口输出从一端进入到第二高非线性色散位移光纤；第二环形器的Ⅲ端口输出作为第二光电探测器输入光信号，第二光电探测器输出与微波放大器的输入相连，微波放大器的输出接到双平行马赫增德尔调制器第一射频输入端；第二耦合器输出的第四支路光信号进入到双平行马赫增德尔调制器中作为光载波信号，第三直流稳压电源与双平行马赫曾德尔调制器第一直流偏置端相连，第四直流稳压电源与双平行马赫曾德尔调制器第二直流偏置端相连，第五直流稳压电源与双平行马赫曾德尔调制器第三直流偏置端相连，双平行马赫曾德尔调制器的第二射频输入端对地短接；双平行马赫曾德尔调制器的输出进入光隔离器，然后再输入到第二高非线性色散位移光纤的另一个输入端，微波放大器的另一个输出接到频谱分析仪上进行显示。

2.如权利要求1所述的一种基于光电振荡器的微波光子上变频装置，其特征在于：双平行马赫曾德尔调制器由第一子马赫曾德尔调制器、第二子马赫曾德尔调制器、第三母马赫曾德尔调制器组成；第一子马赫曾德尔调制器和第二子马赫曾德尔调制器作为两个子调制器嵌入在第三母马赫曾德尔调制器上，第一子马赫曾德尔调制器具有第一射频输入端、第一延迟器、第二延迟器、第一直流偏置端；第二子马赫曾德尔调制器具有第二射频输入端、第三延迟器、第四延迟器和第二直流偏置端；第三母马赫曾德尔调制器只有第三直流偏置端；第三直流稳压电源与第一直流偏置端相连，第四直流稳压电源与第二直流偏置端相连，第五直流稳压电源与第三直流偏置端相连；第三直流稳压电源、第四直流稳压电源和第五直流稳压电源为双平行马赫曾德尔调制器提供直流偏压。

3.如权利要求1所述的一种基于光电振荡器的微波光子上变频装置，其特征在于：选用波长在1550nm的光波作为载波，双平行马赫曾德尔调制器工作的光波长为1525nm～1605nm，带宽为30GHz～60GHz，其中第一子马赫曾德尔调制器和第二子马赫曾德尔调制器的半波电压为5.5V，第三母马赫曾德尔调制器的半波电压为15V；第一高非线性色散位移光纤、第二高非线性色散位移光纤长度为500m～2000m，两段光纤长度相同，受激布里渊频移量f_b为9GHz～11GHz；隔离器的隔离度大于40dB；第一马赫曾德尔调制器和第二马赫曾德尔调制器的工作光波长为1525nm～1605nm，带宽分别为40GHz和20GHz；第一微波信号源的输出频率范围为1GHz～40GHz；第一光电探测器的带宽为40GHz；第二光电探测器的带宽为60GHz；微波放大器的带宽为40GHz，放大倍数大于20dB；第一耦合器、第二耦合器的分光比为1：0.5～2；频谱分析仪的带宽为60GHz；第一直流稳压电源、第二直流稳压电源、第三直流稳压电源、第四直流稳压电源和第五直流稳压电源的输出电压的幅度在1V～20V可调。