[发明专利]一种基于两级非线性展谱的远程高频微波振荡源系统

说明书

本发明提出了一种基于两级非线性展谱的远程高频微波振荡源系统；采用同一个DFB激光光源产生高速率光毫米波与远程高频微波振荡源，可有效抑制相位噪声；采用的DFB激光具有窄线宽、高边模抑制比特性，可有效抑制强度噪声；本发明提出的远程高频微波振荡源产生方案新颖、简单可行、能有效抑制噪声。本专利方法与系统可作为探索研究高比特率光毫米波系统的重要参考，可为微波光子学、非线性光学、光纤通信、光学信息处理和新一代信息技术等领域的深入研究提供了重要支持。

技术领域

本发明涉及一种基于两级非线性展谱的远程高频微波振荡源系统，可应用于为微波光子学、非线性光学、光纤通信、光学信息处理和新一代信息技术等领域。

背景技术

近年来，大数据、宽带流媒体、4G/5G流量等各种业务不断剧增，高速率大容量无线通信需求日益增加。为了实现无线宽带通信，将光纤通信技术和高频无线接入融合起来的光毫米波通信技术Radio-over-Fiber (RoF) 应需而生。目前，光毫米波产生、传输与接收技术作为一种新兴发展起来的通信技术已经成为实现超宽带接入的研究热点之一[Zengyan Wu, Changqing Cao, Xiaodong Zeng, Zhejun Feng, Jingshi Shen, Xu Yan,Bo Wang, and Xiyuan Su, Filterless radio-over-fiber system based onpolarization multiplexing to generate an 80 GHz millimeter wave, Appl. Opt.59, 7455-7461 (2020); Yun Han, Shuangjin Shi, Rongting Jin, YunXiang Wang,and Qi Qiu, Integrated waveguide true time delay beamforming system based onan SOI platform for 28 GHz millimeter-wave communication, Appl. Opt. 59,7770-7778 (2020); C. Tsai, C. Li, C. Chen, C. Lin, C. Cheng, S. Chi, and G.Lin, Incoherent Dual Laser Carriers Enable 60-GHz Millimeter-Wave-Over-FiberLink, in Conference on Lasers and Electro-Optics, OSA Technical Digest(Optical Society of America, 2020), paper STu4L.2.]。

光毫米波的产生、传输与接收技术是实现高性能通信的重要技术。然而，光毫米波系统对器件性能参量、光纤参量等要求苛刻；光毫米波上行子系统中通常都不得不引入一个昂贵的电高频本振源（如40GHz、60 GHz等），若能采取有效措施替代电高频本振源将是该系统很大的进步。我国幅员辽阔、人口众多，信息通信需求迅猛增长，高速率光毫米波的通信需求变得日益迫切。通常情况下，可采用两个不同的激光器产生不同波长的光波进行拍频产生电高频本振源，然而这种情况存在较大的相位噪声；由此可见，创新性地解决电高频本振源的替代问题和实现高速率是光毫米波研究的关键所在。

发明内容

（一）解决的技术问题

在国家自然科学基金 (编号61671227和61431009）、山东省自然科学基金（ZR2011FM015）、“泰山学者”建设工程专项经费支持下，在光毫米波高速率需求日益迫切情况下，针对上述光毫米波研究中的问题，以43.2 GHz、10.8 Gbit/s高速率光毫米波系统为例，本发明提出了一种基于两级非线性展谱的远程高频微波振荡源系统，以替代高速率光毫米波上行系统中的电高频本振源，为微波光子学、非线性光学、光纤通信、光学信息处理和新一代信息技术等领域的深入研究提供了重要支持。

（二）技术方案