[发明专利]一种基于频移反馈腔的宽带可调谐正弦调频激光信号产生方法

说明书

本发明提供一种基于频移反馈腔的宽带可调谐调频激光信号产生方法及装置，通过简单调节相对于反馈腔基频的偏离量Δf，即可实现调频指数连续可调的宽带调频信号,并具有脉冲重复频率连续可调、调制指数大、宽带可调谐、结构简单，便于应用等特点。

技术领域

本发明涉及光电子技术，特别是涉及一种基于频移反馈腔的宽带可调谐调频激光信号产生方法及装置。

背景技术

随着现代通信技术的快速发展，无线电技术的应用越来越广，其使用范围涵盖了宇航、通信、导航、军事装备等诸多民用和军事领域，成为了提高生产能力、改善生活环境、加快经济发展、提升军队战斗力等方面所不可或缺的手段和工具。这其中，宽带正弦调频信号因具有较强的抗干扰能力，可以实现带宽与信噪比的互换，而被广泛应用于长距离高质量的通信系统中，如空间和卫星通信、调频立体声广播、短波电台等。除此之外，现代雷达也广泛采用宽带调频信号，因其具有抗干扰能力强，抗截获能力强等特点。

利用传统电子技术产生宽带正弦调频信号时，受电子器件的带宽和速度影响，难以直接获得稳定度高、带宽大、调制指数大的宽带正弦调频信号。相对于电子学方法，通过光学的方法将微波以副载波的形式加载到光波上，在光域中处理微波信号，可以避开电域的电学干扰，其优点是具有较强的抗电磁干扰能力，相位噪声低，能够产生稳定度高、带宽大、可调谐的高频信号。

此外，在现有的基于反馈腔的调频应用中，通常令电光相位调制的调制频率等于反馈腔频的整数倍，从而在实施电光相位调制时令调制频率在反馈腔基频若干整数倍之间变换，该调节方式可以实现连续激光向超短脉冲激光的转换，但不能产生宽带调频(正弦)脉冲。除此之外，其他光电子学方法也可以产生宽带正弦调制信号，但存在许多问题：1)调制指数k较小，无法提供足够大的调制指数；2)无法实现脉冲重复频率连续可调；3)结构复杂、价格昂贵，不利于应用。

因此，亟需针对频移反馈腔的频率调制，提出脉冲重复频率连续可调、调制指数大、宽带可调谐、结构简单，便于应用的宽带可调谐调频激光信号产生方法及装置。

发明内容

为克服上述现有技术的缺陷，本发明的第一方面，提供一种基于频移反馈腔的宽带可调谐调频激光信号产生方法，其特征在于，所述方法包括：

设置电光相位调制的调制频率f_m＝pf_c+Δf，即令f_m偏离反馈腔基频f_c整数p倍，其中偏离量为Δf并满足Δf＜＜f_c；

令种子激光注入所述反馈腔，经所述电光相位调制后生成调频激光信号；

通过调节所述偏离量Δf，实现对所述调频激光信号的宽带可调谐。

进一步的，所述反馈腔包括反馈环路，所述种子激光注入所述反馈环路，经所述电光相位调制后生成所述调频激光信号。

进一步的，所述电光相位调制的调制信号为宽带正弦调制信号，所述调频激光信号为正弦频率调制激光信号；当将所述电光相位调制的调制深度设置为π时，该正弦频率调制激光信号的瞬时频率满足：

f_t＝|kf_msin(2πf_mt-πΔfτ)+f_i|；

其中，k为调频指数，满足k＝1/(2Δfτ)；τ为所述种子激光在所述反馈环路中传输一周所需的时间；t为当前时刻；f_i为所述宽带正弦调制信号的载波频率，满足：

f_i＝round{(ω₀τ-2pπ)/2πafτ}×f_m；

其中，round{}为取整函数；ω₀为所述种子激光的角频率。