[实用新型]一种基于双光注入半导体激光器的微波频率梳产生装置

说明书

本实用新型公开了一种基于双光注入半导体激光器的微波频率梳产生装置，包括射频信号源、第一主激光器、第二主激光器，第一主激光器与第二主激光器远离射频信号源的另一端均设有光耦合器，光耦合器远离第一主激光器与第二主激光器的另一端设有光环行器，光环行器远离光耦合器的另外两端分别设有从激光器与光电探测器，第一主激光器、第二主激光器与光耦合器分别设有第一光衰减器、第一偏振控制器、第二光衰减器与第二偏振控制器。本实用新型的有益效果：核心部件为商用单模半导体激光器，具有结构简单、体积小、成本低的优点，所产生的微波频率梳具有带宽大、平坦度好、调谐灵活的优点，可产生更大带宽的微波频率梳的特点，成本低廉、易于实现。

技术领域

本实用新型涉及通信、频率测量以及微波光子学技术领域，具体为一种基于双光注入半导体激光器的微波频率梳产生装置。

背景技术

随着信息产业的发展，对多频信号的需求变得越来越丰富。集成“雷达、通信、电子信息战”等各类功能的多功能射频系统，同时需要多个不同频率的微波本振信号以实现相应的射频功能，同时拥有着不同功能（预警、火控、导航）的多波段雷达通常工作在不同的频段，即同时需要多个不同频率的微波本振信号以产生相应不同波段的雷达发射波形，微波频率梳由一系列等频率间隔的微波信号组成，其拥有类梳齿的频谱结构，同时其大带宽的特性符合现阶段对多频信号的需求。由于传统电学元件带宽的限制，利用传统阶跃恢复二极管装置产生微波频率梳的发展遇到了瓶颈，限制了微波频率梳带宽的进一步提升(参见[Q. L. Li and W. S. Jiang, “Analysis and design of wide-band comb generatorbased on SRD”, 2012 International Conference on Microwave and Millimeter Wave Technology(ICMMT), Shenzhen, 2012, pp. 1-3])，因此研究人员提出了多种基于光子技术的微波频率梳产生方案来克服这一电子瓶颈。基于光子技术的微波频率梳产生方案中较为经典的有利用超快激光脉冲聚集在扫描隧道显微镜的隧道节上产生微波频率梳(参见[M. J. Hagmann and F. S. Stenger, “Linewidth of the harmonics in a microwavefrequency comb generated by focusing a mode-locked ultrafast laser on atunneling junction”, J. Appl. Phys, vol. 114, no. 22, pp. 223107-223107-6.Dec. 2013])，但该方案中锁模激光器输出的脉冲重复频率决定了超快激光光栅的间距，导致微波频率梳的梳齿间距不能随意调节，利用负光电反馈激光器的谐波锁频状态产生微波频率梳(参见[S. C. Chan and G. Q. Xia, “Optical generation of a precisemicrowave frequency comb by harmonic frequency locking”, Opt. Lett, vol. 32,no. 13, pp. 1917-1919, Jul. 2007])，由于光电反馈环中的电子元件的带宽限制，产生的微波频率梳只有几GHz的带宽和很严重的非简谐峰刺。