[发明专利]一种基于FP混沌激光的毫米波噪声信号发生器

说明书

本发明涉及一种基于FP混沌激光的毫米波噪声信号发生器。所述发生器包括：混沌光信号输出器、光谱整形模块、耦合器、光电探测器；所述的混沌光信号输出器和光谱整形模块分别含有若干个；混沌光信号输出器输出混沌光信号；不同混沌光信号输出器输出波长不同的混沌光信号；光谱整形模块将不同波长的混沌光信号作为噪声信号进行选频和整形；选出的两路不同波段的噪声信号再通过耦合器进行拍频，拍频后的信号通过光电探测器实现光谱‑电谱的转换，最终输出大功率、宽带宽的毫米波电噪声。本发明可以产生噪声谱更平坦、带宽更宽的噪声信号。

技术领域

本发明涉及噪声发生器领域，更具体地，涉及一种基于FP混沌激光的毫米波噪声信号发生器。

背景技术

噪声作为一种不可避免的干扰源，存在于信息空间的各个领域，无论是器件研发还是系统搭建，为了更好地控制噪声带来的影响，都不可或缺的要使用到噪声发生器。目前主要通过数字合成和物理噪声源放大两种途径来产生噪声。

数字合成的方式是通过算法产出一些伪随机数列，再将其进行时域-频域的转化产生白噪声。这种方式多会受到电子器件时钟频率的限制，很难产生高于GHz的噪声信号。

通过对物理器件本身产生的噪声进行放大和控制的这种方式，不会受到时钟频率的限制，可以很大程度上提升频率上限。如我国羊恺教授课题组，利用电阻在所处温度发生变化时，会产生变化的噪声辐射，研制出工作频率在90～100GHz的噪声源。再如美国航天局Ehsan等人，利用肖特基二极管，实现了160～200GHz波段的毫米波噪声输出。这种利用电阻或二极管、场效应管为噪声源，实验证实可以用来产生毫米波噪声信号，但却存在着难以克服的困难，主要体现在输出噪声的功率比较小，在很多场合难以利用。随着光子技术的发展，研究者也在努力寻求通过光子方法来产生毫米波噪声，如日本电信株式会社Song等人，对掺铒光纤放大器的自发辐射ASE噪声进行滤波和光电转换，产生了均匀的噪声信号，这种方法已经有实验产生了100GHz的噪声信号。再如上海交通大学义理林教授与西南大学夏光琼教授合作，利用弱振荡腔FP激光器，产生了带宽大于30GHz的平坦混沌噪声。但目前采用光子方法产生的噪声信号存在着输出功率小或带宽窄的缺点。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的噪声发生器带宽不够宽的缺陷，提供一种基于FP混沌激光的毫米波噪声信号发生器。

所述发生器包括：混沌光信号输出器、光谱整形模块、耦合器、光电探测器；

所述的混沌光信号输出器和光谱整形模块分别含有若干个；

混沌光信号输出器输出混沌光信号；不同混沌光信号输出器输出波长不同的混沌光信号；每个混沌光信号输出器与一个光谱整形模块连接；

光谱整形模块将不同波长的混沌光信号作为噪声信号进行选频和整形；选出的两路不同波段的噪声信号再通过耦合器进行拍频，拍频后的信号通过光电探测器实现光谱-电谱的转换，最终输出大功率、宽带宽的毫米波电噪声。

优选地，所述的混沌光信号输出器和光谱整形模块分别含有2个。

优选地，所述的混沌光信号输出器包括：FP激光器、分光器、光衰减器、光反馈器；

FP激光器发出光信号，所述光信号为多纵模的光信号，经过分光器分成两部分，即两束光，一部分光输出至光谱整形模块，另一部分光经过衰减器衰减后被光反馈器反馈回FP激光器内部，使FP激光器输出混沌光信号。

衰减器的衰减值一般10dB左右，优选10dB。

优选地，光反馈器为光纤反馈镜。

优选地，光谱整形模块为可编程光学滤波器。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：