[发明专利]一种微波信号的光学产生装置

说明书

本发明公开了一种微波信号的光学产生装置，包括窄线宽可调激光器(1)、第一三端口光纤耦合器(2)、三端口光环形器(3)、第一光纤放大器(4)，第一布里渊增益光纤(5)、第二三端口光纤耦合器(6)、第二光纤放大器(7)、第三三端口光纤耦合器(8)，第二布里渊增益光纤(9)，第四三端口光纤耦合器(10)，光电探测器(11)，窄线宽可调激光器输出的激光作为布里渊泵浦光，通过在第一布里渊增益光纤发生两次受激布里渊散射和第二布里渊增益光纤发生一次受激布里渊散射，通过光纤放大器的线性放大作用，可以产生三阶布里渊斯托克斯光，三阶斯托克斯光与第一三端口光纤耦合器中传输的泵浦光拍频，可以在光电探测器上得到微波信号。该光生微波信号的方法与结构简单，成本低，在光无线通信、微波光子及光纤传感中均具有应用前景。

技术领域

本发明涉及通信技术、光纤激光技术及微波光子技术，具体为一种微波信号的光学产生装置。

背景技术

随着互联网技术的迅猛发展和如今5G技术的崛起，现代通信技术已迫切需要快速的朝着大容量、超带宽、高速率的方向发展。基于这种需求的不断拓展，微波这种重要的无限传输媒介得到了迅速的发展，与此同时光纤光子技术也在蓬勃发展并迅速与微波技术融合发展出一种新的微波光子技术并迅速成为研究热点。

为了光学产生高频的微波信号，国内外科学家提出了各种方法，有直接调制法(又称为内调制法)、外调制倍频法、光外差法、光电振荡器法、多环路振荡器等。其中最主要的研究方法有外调制法和光外差这两种；外调制法微波生成方案主要是通过对调制器调制产生多个载波的光边带,经光子滤波器滤波后,对两个特定的光边带进行拍频而获得倍频信号,外调制法需要可调谐光滤波器滤除多余的边带,微波光子滤波器的结构复杂,而且降低了微波信号的可调谐范围。光外差法是指两个具有固定频率差的光学频率耦合后,经光纤传输,在接收机端用光电探测器拍频得到频率为两激光器输出频率之差，其中激光源信号频率的变化和噪声对拍频信号的稳定度和纯净度影响很大。

发明内容

本发明提出一种微波信号的光学产生装置，结构简单，成本低廉，根据布里渊光纤布里渊频移的不同可以实现30GHz以上微波信号输出。

本发明为实现上述目的采用以下技术方案：

一种微波信号的光学产生装置，包括窄线宽可调激光器(1)、第一光纤耦合器(2)、三端口光环形器(3)、第一光放大器(4)、第一布里渊光纤(5)、第二光纤耦合器(6)、第二光放大器(7)、第三光纤耦合器(8)、第二布里渊光纤(9)、第四光纤耦合器(10)、光电探测器(11)。

本微波信号的光学产生装置中，各组成部分的连接关系为：窄线宽可调激光器(1)的输出端与第一光纤耦合器(2)A端的A1端口相连，第一光纤耦合器(2)B端的B1端口与三端口光环形器(3)的第一端口(31)相连，三端口光环形器(3)的第二端口(32)与第一光纤放大器(4)的一端相连，第一光放大器的另一端连接第一布里渊光纤(5)一端之间，第一布里渊光纤(5)的另一端连接第二光纤耦合器(6)C端的C1端口，第二光纤耦合器(6)D端的D1端口连接三端口光环形器(3)的第三端口(33)，第二光纤耦合器(6)D端的D2端口与第二光放大器(7)的输入端相连，第二光放大器的输出端连接第三光纤耦合器(8)F端的F1端口，第三光纤耦合器(8)E端的E1端口连接第二布里渊光纤(9),第三光纤耦合器(8)F端的F2端口连接第四光纤耦合器(10)H端的H1端口，第四光纤耦合器(10)H端的H2端口与第一光纤耦合器(2)B端的B2端口相连，第四光纤耦合器(10)G端的G1端口连接光电探测器(11)的输入端口，光电探测器的输出端口可连接到频谱分析仪。