[发明专利]亚谐波混频调节器

说明书

一种亚谐波混频调节器，适用于高速射频、微波、毫米波传输、处理与控制领域。该亚谐波混频调节器包括：激光器（1）、光强度调制器（2）、信号源（3）、第一光耦合器（41）、第二光耦合器（42）、第三光耦合器（43）、第一光隔离器（11）、第二光隔离器（12）、第一光环形器（21）、第二光环形器（22）、第一光开关（31）、第二光开关（32）、第三光开关（33）、第一光放大器（61）、第二光放大器（62）、光栅耦合器（91）、第一光功率均衡器（71）、第二光功率均衡器（72）、可切换光环形谐振腔（5）、平衡光电探测器（8）。

技术领域

本发明属于信息光电子技术领域，特别涉及一种亚谐波混频调节器。

背景技术

亚谐波的产生对于扩大射频微波、毫米波技术的应用领域发挥着重要作用，虽然利用电子技术的触发器或计数器可以获得射频微波、毫米波的亚谐波信号，但由于电子瓶颈效应，利用电子技术获得的亚谐波工作带宽非常有限。与之相比，光域极高的传输带宽和信息处理能力，为光子射频微波、毫米波的产生提供了机遇。近年来，利用光子技术实现高速光载射频微波的传输、光子微波信号的上下变频、光子微波倍频时钟信号等已得到一定程度发展，如[薛壮壮、裴丽等，“无滤波24倍频光载毫米波发生器”，光学学报]。但是，由于光子物理上的特殊性，很难实现亚谐波的产生，而且亚谐波混频调节困难，频率的精度、稳定度也较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有利用电子技术产生亚谐波方案的不足，提出一种亚谐波混频调节器，实现亚谐波频率的可调。

本发明的技术方案：

本发明提出一种亚谐波混频调节器，包括：激光器、光强度调制器、微波信号源、第一光耦合器、第二光耦合器、第三光耦合器、第一光隔离器、第二光隔离器、第一光环形器、第二光环形器、第一光开关、第二光开关、第三光开关、第一光放大器、第二光放大器、光栅耦合器、第一光功率均衡器、第二光功率均衡器、可切换光环形谐振腔、平衡光电探测器，各部分的连接如下：

光强度调制器的光输入端、光输出端、电输入端分别连接激光器的输出端口、第一光耦合器的输入端口、微波信号源的输出端口，第一光耦合器的第一、第二输出端口分别连接第一、第二光隔离器的输入端口，第一、第二光隔离器的输出端口分别连接第一、第二光环形器的第一端口，第一、第二光环形器的第二端口分别连接第一、第二光放大器的输入端口，第一、第二光放大器的输出端分别连接可切换光环形谐振腔的第一、第二端口，第一、第二光环形器的第三端口分别连接第二、第三光耦合器的第一端口，第二、第三光耦合器的第二端口分别连接可切换光环形谐振腔的第三、第四端口，第二、第三光耦合器3的第三端口分别连接第一、第二光功率均衡器的输入端口，第一、第二光功率均衡器的输出端口分别连接平衡光电探测器的输入端口，平衡光电探测器的输出端口为该亚谐波混频调节器的输出端口；

所述的可切换光环形谐振腔由主环形谐振腔、第一子环形谐振腔、第二子环形谐振腔；第一光开关第一端口、第二端口作为主环形谐振腔的第一、第二端口，光栅耦合器第一端口、第二端口作为主环形谐振腔的第三、第四端口；第二光开关的第一、第二端口作为第一子环形谐振腔的第一、第二端口；第三光开关的第一、第二端口作为第二子环形谐振腔的第一、第二端口； 第一光开关第三端口、第四端口分别经主环第一分波导、主环第二分波导与第二、第三光开关的第一端口，第二、第三光开关的第二端口分别经主环第三分波导、主环第四分波导与光栅耦合器的第三端口、第四端口相连；第二光开关的第三、第四端口经第一子环形谐振腔波导相连；第三光开关的第三、第四端口经第二子环形谐振腔波导相连；主环第一、第二、第三、第四分波导构成主环谐振腔波导，主环谐振腔波导与第一光开关、光栅耦合器构成主环谐振腔；第一子环形谐振腔波导与第二光开关一起构成第二子环谐振腔；第二子环形谐振腔波导与第二光开关一起构成第二子环谐振腔；

所述的主环谐振腔波导的长度、第一子环形谐振腔波导的长度、第二子环形谐振腔波导的长度，之间的比例为4:2:1；

所述的亚谐波混频调节器可在第一光开关、第二光开关、第三光开关控制下可获得混频比的亚谐波混频信号。

附图说明