[发明专利]一种相位可调的微波光子变频系统及其实现方法

权利要求书

1.一种相位可调的微波光子变频系统，其特征在于：包括直流激光器(1)、电光级联调制结构(3)、双偏振双平行马赫曾德尔电光调制器(8)、90°电桥(7)、本地振荡源(2)、中频信号源(5)和第二功分器(6)；所述直流激光器(1)的输出端与所述电光级联调制结构(3)的输入端连接，所述电光级联调制结构(3)的输出端与所述双偏振双平行马赫曾德尔电光调制器(8)的输入端连接；

所述直流激光器(1)用于输出频率为f₀的光载波；

所述电光级联调制结构(3)用于获得重复频率为f_LO的线性啁啾光脉冲序列，电光级联调制结构(3)包括第一功分器、相位调制器和强度调制器；所述相位调制器与强度调制器串联；

所述本地振荡源(2)的输出端分别与相位调制器和强度调制器的输入端连接；

所述电光级联调制结构(3)和所述双偏振双平行马赫曾德尔电光调制器(8)之间设有用于补偿光脉冲的色散介质(4)；

所述双偏振双平行马赫曾德尔电光调制器(8)包括主双平行马赫曾德尔调制器(11)、次双平行马赫曾德尔调制器(12)、90°偏振旋转器(13)和偏振合束器PBC(14)；所述主双平行马赫曾德尔调制器(11)和次双平行马赫曾德尔调制器(12)进行并联；

所述中频信号源(5)的输出端与所述90°电桥(7)的输入端连接；

所述主双平行马赫曾德尔调制器(11)包括子调制器MZM1和子调制器MZM2，所述90°电桥(7)的输出端与子调制器MZM1的输入端连接；

所述次双平行马赫曾德尔调制器(12)包括子调制器MZM3和子调制器MZM4，所述90°电桥(7)的输出端与子调制器MZM3的输入端连接；

所述次双平行马赫曾德尔调制器(12)的输出端与所述90°偏振旋转器(13)的输入端连接；

所述90°偏振旋转器(13)的输出端与所述偏振合束器PBC(14)的输入端连接；

所述主双平行马赫曾德尔调制器(11)的输出端与所述偏振合束器PBC(14)的输入端连接；

还包括光电探测器(9)和带通滤波器(10)，所述光电探测器(9)的输入端与所述双偏振双平行马赫曾德尔电光调制器(8)的输出端连接，所述双偏振双平行马赫曾德尔电光调制器(8)通过所述光电探测器(9)实现光电信号的交互，所述带通滤波器(10)的输入端与所述光电探测器(9)的输出端连接；

所述本地振荡源(2)的频率为f_LO，所述中频信号源(5)的频率为f_IF。

2.一种基于权利要求1所述相位可调的微波光子变频系统的实现方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：所述直流激光器(1)输出直流光载波；

S2：所述直流光载波经过所述电光级联调制结构(3)和色散介质(4)产生重复频率可调的超短光脉冲序列；

S3：步骤S2中超短光脉冲序列输入双偏振双平行马赫曾德尔电光调制器(8)，所述双偏振双平行马赫曾德尔电光调制器(8)对所述超短光脉冲序列进行信号调制并输出光载微波信号；

S4：步骤S3中所述光载微波信号由光电探测器(9)拍频获得微波变频信号，再利用带通滤波器(10)对目标变频信号进行滤波选取。

3.根据权利要求2所述的相位可调的微波光子变频系统的实现方法，其特征在于：所述步骤S2的具体实现方法如下：

将频率为f_LO的本振信号通过第一功分器分为两个支路，一路用于驱动相位调制器，另一支路用于驱动强度调制器；所述直流光载波通过由本振信号驱动的电光级联调制结构(3)，产生重复频率为f_LO的线性啁啾光脉冲序列；所述线性啁啾光脉冲序列输入色散介质(4)，获得重复频率为f_LO的超短光脉冲。

4.根据权利要求3所述的相位可调的微波光子变频系统的实现方法，其特征在于：所述步骤S3的具体实现方法如下：所述中频信号源(5)经过第二功分器(6)形成两条支路，一条支路通过90°电桥(7)的0°端口驱动主双平行马赫曾德尔调制器(11)的子调制器MZM1，另一条支路通过90°电桥(7)的90°端口驱动次双平行马赫曾德尔调制器(12)的子调制器MZM3；所述主双平行马赫曾德尔调制器(11)的输出光场和次双平行马赫曾德尔调制器(12)通过90°偏振旋转器(13)后的输出光场，通过偏振合束器PBC(14)合路完成光载微波信号的输出。