[发明专利]基于垂直腔半导体激光器的宽带微波信号产生装置及方法

说明书

本发明提供了一种基于垂直腔半导体激光器的宽带微波信号产生装置及方法，属于微波光子学技术领域，包括信号发生模块，用于将垂直腔面半导体激光器发出的光束信号分为两部分，其中，一部分光电信号进入光电反馈模块，另一部分光电信号经分光器分量分离，并经光电反馈模块滤除干扰信号；光电反馈模块，用于接收信号发生模块的光电信号，并滤除干扰信号，将光电信号反馈回垂直腔面半导体激光器，形成光电反馈；控制模块，用于调节所述垂直腔面半导体激光器的偏置电流和温度，以获取具有信号纯净、超宽带的微波信号。

技术领域

本发明属于微波光子学技术领域，尤其涉及一种基于垂直腔半导体激光器的宽带微波信号产生装置及方法。

背景技术

随着光纤通信技术和微波质技术的快速发展，两者之间联系越发紧密，一方面，光纤通信技术的大宽带，低耗能，抗电磁干扰等优点可以用于解决微波信号的产生，传输与处理遇到的一些问题，另一方面，微波技术在高容量光纤通信系统的收发模块中发挥着重要的作用。

目前单频微波信号的光子学生产方法一般包括直接调制法、外部调制法等，直接调制法由于受激光器调制带宽的限制无法获取高频微波信号；与直接调制法比较，虽然外部调制法可以产生频率较高的微波信号，但外调制器需要高的驱动电压同时将引入较大的损耗。相应的，基于垂直腔半导体激光器的研究受到了人们的广泛关注，且在适当的偏置电流下垂直腔半导体激光器可同时输出两个正交的偏振分量，为双路宽带微波信号的获取提供了可能，因此，探究基于垂直腔半导体激光器产生优质的微波信号以满足更多领域的应用需要有着重要的意义和实用价值。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种基于垂直腔半导体激光器的宽带微波信号产生装置及方法，以获取具有信号纯净、超宽带的微波信号。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本方案提供一种基于垂直腔半导体激光器的宽带微波信号产生装置，包括信号发生模块、光电反馈模块以及控制模块；

所述信号发生模块，用于将垂直腔面半导体激光器发出的光束信号分为两部分，其中，一部分光电信号进入光电反馈模块，另一部分光电信号经分光器分量分离，并经光电反馈模块滤除干扰信号；

所述光电反馈模块，用于接收信号发生模块的光电信号，并滤除干扰信号，将光电信号反馈回垂直腔面半导体激光器，形成光电反馈；

所述控制模块，用于调节所述垂直腔面半导体激光器的偏置电流和温度。

进一步地，所述信号发生模块包括依次连接的垂直腔半导体激光器、光隔离器、第一非球面透镜、偏振控制器以及光分器，所述光分器与光电反馈模块连接。

再进一步地，所述光电反馈模块包括与所述光分器连接的第二非球面透镜、与所述第二非球面透镜连接的光纤直准器、与所述光纤直准器连接的第一光电耦合器、分别与第一光电耦合器连接的第一光电隔离器和第二光电隔离器、与所述第一光电隔离器连接的第三光电耦合器、与所述第三光电耦合器连接的第一光电探测器、与所述第二光电隔离器连接的第四光电耦合器、与第四光电耦合器连接的第二光电探测器、分别与第一光电探测器和第二光电探测器连接的第五光电耦合器、与所述第五光电耦合器连接的电放大器、与所述电放大器连接的电衰减器以及与所述电衰减器连接的射频偏置器。

再进一步地，所述第一光电探测器与第三光电耦合器通过传感光纤连接；所述第二光电探测器与第四光电耦合器通过传导光纤连接。

再进一步地，所述第三光电耦合器、第四光电耦合器、传感光纤以及传导光纤构成抗扰结构。

再进一步地，所述第一光电探测器和第二光电探测器中两路光电信号相位差的表达式如下：

ΔΦ＝ΔΦ₀+ΔΦ_s