[发明专利]连续毫米波信号产生装置及方法

权利要求书

1.一种连续毫米波信号产生装置，其特征在于，包括激光谐振腔、半导体光放大器、第一偏振控制器、保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器、第一光纤环形器、匹配保偏布拉格光纤光栅、第二光纤环形器、未泵浦的保偏掺铒光纤、光纤耦合器和光电探测器，所述半导体光放大器、第一偏振控制器、保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器、第一光纤环形器、匹配保偏布拉格光纤光栅、第二光纤环形器和未泵浦的保偏掺铒光纤均设置在所述激光谐振腔中，所述半导体光放大器发射的光信号经过所述第一偏振控制器输入到所述保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器和所述第一光纤环形器，并通过所述匹配保偏布拉格光纤光栅进行反射以得到两个窄带波长，所述两个窄带波长通过所述第一光纤环形器传输至所述第二光纤环形器，并通过所述第二光纤环形器与所述未泵浦的保偏掺铒光纤相结合以形成单纵模双波长激光，所述单纵模双波长激光通过所述第二光纤环形器传输至所述光纤耦合器，并通过所述光纤耦合器的第一输出端将所述单纵模双波长激光耦合输出至所述光电探测器，以产生连续毫米波信号。

2.如权利要求1所述的连续毫米波信号产生装置，其特征在于，所述半导体光放大器的输入端与所述光纤耦合器的第二输出端相连接，所述半导体光放大器的输出端与所述第一偏振控制器的输入端相连，所述第一偏振控制器的输出端与所述保偏相移布拉格光纤光栅的输入端相连接。

3.如权利要求2所述的连续毫米波信号产生装置，其特征在于，所述保偏相移布拉格光纤光栅的输出端与所述第二偏振控制器的输入端相连接，所述第二偏振控制器的输出端与所述第一光纤环形器的输入端相连接，所述第一光纤环形器的反射端与所述匹配保偏布拉格光纤光栅相连接，所述第一光纤环形器的输出端与所述第二光纤环形器的输入端相连接，所述第二光纤环形器的反射端与所述未泵浦的保偏掺铒光纤的一端相连接，所述第二光纤环形器的输出端与所述光纤耦合器的输入端相连接。

4.如权利要求3所述的连续毫米波信号产生装置，其特征在于，还包括反射镜，所述反射镜与所述未泵浦的保偏掺铒光纤的另一端相连接，所述反射镜将所述未泵浦保偏掺铒光纤输出的单纵模双波长激光反射回所述激光谐振腔内。

5.如权利要求1所述的连续毫米波信号产生装置，其特征在于，所述保偏相移布拉格光纤光栅的两个窄带波长包括快轴对应窄带透射峰中心波长λ₁和慢轴对应窄带透射峰中心波长λ₂，所述快轴对应窄带透射峰中心波长与所述慢轴对应窄带透射峰中心波长λ₂之间的波长间隔Δλ＝|λ₁-λ₂|。

6.如权利要求5所述的连续毫米波信号产生装置，其特征在于，所述保偏相移布拉格光纤光栅的快轴对应窄带透射峰中心波长与所述匹配保偏布拉格光纤光栅的快轴对应反射峰波长对准，所述保偏相移布拉格光纤光栅的慢轴对应窄带透射峰中心波长与所述匹配保偏布拉格光纤光栅的慢轴对应反射峰波长对准。

7.如权利要求6所述的连续毫米波信号产生装置，其特征在于，所述连续毫米波信号产生装置根据以下公式获得频率为f的连续毫米波信号：

其中，c为真空中的光速，λ₁为快轴对应窄带透射峰中心波长，λ₂为慢轴对应窄带透射峰中心波长。

8.如权利要求1所述的连续毫米波信号产生装置，其特征在于，所述光纤耦合器的第一输出端输出的单纵模双波长激光入射到所述光电探测器中拍频产生连续毫米波信号。

9.如权利要求2所述的连续毫米波信号产生装置，其特征在于，所述光纤耦合器为90:10光纤耦合器，所述光纤耦合器的第一输出端口为10％输出端口，所述光纤耦合器的第二输出端口为90％输出端口。

10.一种连续毫米波信号产生方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过半导体光放大器发射光信号；

将所述光信号经过第一偏振控制器输入到保偏相移布拉格光纤光栅、第二偏振控制器和第一光纤环形器，并通过所述匹配保偏布拉格光纤光栅进行反射以得到两个窄带波长；

将所述两个窄带波长通过所述第一光纤环形器传输至第二光纤环形器，并通过所述第二光纤环形器与未泵浦的保偏掺铒光纤相结合以形成单纵模双波长激光；

将所述单纵模双波长激光通过所述第二光纤环形器传输至光纤耦合器，并通过所述光纤耦合器的第一输出端将所述单纵模双波长激光耦合输出至光电探测器，以产生连续毫米波信号。