[发明专利]一种产生十倍频光载毫米波的装置及其方法

权利要求书

1.一种产生十倍频光载毫米波的装置，其特征在于包括激光器LD、RF射频信号发生器、集成调制器、移相器、光电探测器，所述激光器LD发出的光波经过集成调制器被射频信号调制，所述集成调制器的上下两臂分别由两个级联的MZM子调制器构成，所述两个级联的MZM子调制器分别偏置在最小输出点和最大输出点，所述两个级联的MZM子调制器两臂射频驱动信号之间的相位差都为π，两个级联的MZM子调制器两臂射频驱动信号之间的相位差由移相器实现；所述集成调制器的上臂和下臂分别输出的上下两路信号都会生成2k+1，k＝0，±1，±2…阶边带，通过设置合适的调制指数m，使幅度正比于1阶贝塞尔函数J₁(2m)的1阶边带为零，则上下两路信号相加产生±3，±5…阶边带；设置所述集成调制器上下两臂的射频驱动信号之间的相位差为π/3，使输出的3阶边带因相位相反相加为零，则输出主要为5阶边带，忽略其它高于5阶的奇数阶边带幅度。

2.根据权利要求1所述的一种产生十倍频光载毫米波的装置，其特征在于所述的通过设置合适的调制指数是使J₁(2m)＝0，即m＝1.916。

3.一种产生十倍频光载毫米波的方法，利用如权利要求1所述的一种产生十倍频光载毫米波的装置，其特征在于所述激光器LD发出的光波经过集成调制器被射频信号调制，集成调制器的上下两臂分别由两个级联的MZM子调制器构成，这两个MZM子调制器分别偏置在最小输出点和最大输出点，每个子调制器两臂射频驱动信号之间的相位差都为π，由移相器实现；集成调制器的上下两臂输出的上下两路信号相加会生成2k+1，k＝0，±1，±2…阶边带，主要包括±1，±3和±5阶边带，而其它高于5阶的奇数阶分量幅度很小可忽略；

1阶边带的幅度正比于1阶贝塞尔函数J₁(2m)，m为调制指数，通过设置合适的调制指数，使J₁(2m)＝0；

设置集成调制器上下两臂的射频驱动信号之间的相位差为π/3，使上臂输出的3阶边带和下臂输出的3阶边带相位相反，两者相加时互相抵消而为零；

当1阶边带为零并且上下两路信号的3阶边带相加互相抵消时，经过光纤传输后正5阶边带和负5阶边带在光电探测器PD拍频产生十倍频毫米波信号；

输入光波经过集成调制器被频率为ω_m的射频信号调制，集成调制器两臂输出的上下两路信号可分别表示为：

式中，m＝πV_m/V_π是MZM子调制器的调制指数，V_m是射频信号的振幅，V_π是MZM子调制器的半波电压；

上下两路信号相加可得集成调制器的输出为：

输出为2k+1，k＝0，±1，±2…，奇数阶边带，调节调制指数m使J₁(2m)＝0可消除1阶边带，其中m＝1.916，因集成调制器上下两臂的射频驱动信号之间的相位差为π/3而使上下两路3阶边带相位相反相加为零，1+e^j(2k+1)π/5＝0,2k+1＝±3，，而其它高于5阶的奇数阶分量幅度很小可忽略，故集成调制器的输出可以简化为：

输出频率分别为5ω_m和-5ω_m的±5阶边带，由于PD采用平方律探测，正5阶边带和负5阶边会拍频产生十倍频毫米波信号。