[发明专利]基于量子点激光器的毫米波生成系统及生成方法

权利要求书

1.一种基于量子点激光器的毫米波生成系统，其特征在于包括：

射频信号发生器，用于输出射频信号；

射频功率放大器，输入端与所述射频信号发生器的输出端相连，用于接收所述的射频信号发生器输出的射频信号进行放大后输出功率放大后的射频信号；

180度移相混合功分器，输入端与所述射频功率放大器的输出端相连，用于接收所述的射频功率放大器的输出信号，并将其分为两路射频信号分别从第一输出端和第二输出端输出；

InP单片集成量子点激光器，用于产生梳状光谱信号；

双臂马赫增德尔调制器，输入端与所述的InP单片集成量子点激光器连接用于接收梳状光谱信号，上电极和下电极分别与所述的180度移相混合功分器的第一输出端和第二输出端连接用于接收两路射频信号，输出端用于输出调制生成的梳状光谱信号；

单行载流子光电探测器，输入端与所述的双臂马赫增德尔调制器输出端相连，经过光电转换在输出端输出毫米波信号；

当改变所述的双臂马赫增德尔调制器的射频驱动信号的频率时，输出端获得不同频率间隔的新梳状光谱，新生成的梳状光谱经过单行载流子光电探测器获得多个不同频率的毫米波，改变所述的射频信号发生器的生成射频信号频率即获得频率可调的毫米波信号。

2.如权利要求1所述的基于量子点激光器的毫米波生成系统，其特征在于所述的射频信号发生器输出的射频信号功率为3dBm。

3.如权利要求1所述的基于量子点激光器的毫米波生成系统，其特征在于所述的射频功率放大器的放大增益25dB，频率可调谐，输出射频信号线宽10kHz。

4.如权利要求1所述的基于量子点激光器的毫米波生成系统，其特征在于所述的InP单片集成量子点激光器采用法布里-佩罗腔的单横模脊波导结构，腔长为456μm，脊宽3μm，输出频率间隔70GHz，输出光功率为10dBm。

5.如权利要求1所述的基于量子点激光器的毫米波生成系统，其特征在于所述的所述双臂马赫增德尔调制器的调制带宽为40GHz，调制电压最大10V。

6.如权利要求1所述的基于量子点激光器的毫米波生成系统，其特征在于所述的单行载流子光电探测器的响应频率110GHz，驱动电压为直流1.5v。

7.一种基于量子点激光器的毫米波生成方法，包括以下步骤：

①采用InP单片集成量子点激光器输出功率为10dBm且频率间隔为70GHz的等间距梳状光谱信号，直接输入双臂马赫增德尔调制器的输入端；

②将射频信号RF输入射频功率放大器进行功率放大到25dBm，将功率放大后的射频信号输入带180度相移的功分器，功分器将射频信号分为RF1和RF2两路同频率且反相的射频信号，其中，RF1射频信号输入双臂马赫增德尔调制器的上电极，RF2射频信号输入双臂马赫增德尔调制器的下电极；

③通过改变射频信号发生器的输出射频信号频率，改变生成的谐波分量频率间隔，频率间隔应该等分70GHz；

④调节双臂马赫增德尔调制器的偏置电压，从而对输入的梳状光谱分别进行载波抑制双边带调制，产生新的谐波分量，获得最小频率间隔为RF信号频率的梳状光谱信号；

⑤将双臂马赫增德尔调制器输出的梳状光谱直接输入单行载流子光电探测器，通过光电转换输出高频毫米波信号，且生成毫米波信号的频率可调，频率为双臂马赫增德尔调制器输出的梳状光谱信号的最小频率间隔或者其倍数。

8.如权利要求7所述的基于量子点激光器的毫米波生成方法，其特征在于所述的步骤④双臂马赫增德尔调制器的调制带宽大于25GHz，1550nm波长的插入损耗为6dB。