[发明专利]基于片上克尔光频梳的二维光学波束形成网络

权利要求书

1.一种基于片上克尔光频梳的二维光学波束形成网络，其特征在于，包括：

半导体激光器；

片上微环谐振腔，其输入端通过一输入耦合波导与半导体激光器连接；其输出端连接一输出耦合波导；该片上微环谐振腔用于产生克尔光频梳；

第一解复用器，与输出耦合波导连接，将克尔光频梳产生的等间隔多频率光谱解复用为若干个单频光载波，并通过多个通道输出；

调制器阵列，与一射频信号源连接，将射频信号加载在第一解复用器的各个通道的单频光载波上，并通过后端光链路在光频域对射频信号进行传输和处理；

Y延时线阵列，与调制器阵列的输出连接，通过控制延时差实现二维空间Y方向m个波束指向角度的控制；

波分复用器，与Y延时线阵列连接，用于将经过Y方向延时的多个单频光载波重新复用为一束多波长复用光；

X延时线阵列，通过一分束器与波分复用器连接，对复用用后的多波长复用光进行二维空间X方向n多个波束指向角度的控制；

解复用器阵列，与X延时线阵列连接，将各个X方向延时波导中的多波长复用光解复用为若干个单频光载波，输入到波束形成处理模块以及对应的天线阵元，最终实现二维平面在空间中m×n个角度的指向。

2.根据权利要求1所述的基于片上克尔光频梳的二维光学波束形成网络，其特征在于，片上微环谐振腔通过调控微腔的周长和有效折射率来决定孤子态克尔光频梳谱线的频率间隔。

3.根据权利要求1所述的基于片上克尔光频梳的二维光学波束形成网络，其特征在于，半导体激光器发出的激光线宽小于100kHz，或者小于10kHz。

4.根据权利要求1所述的基于片上克尔光频梳的二维光学波束形成网络，其特征在于，片上微环谐振腔采用CMOS工艺制备而成。

5.根据权利要求1所述的基于片上克尔光频梳的二维光学波束形成网络，其特征在于，输出耦合波导中有铒掺杂。

6.根据权利要求1所述的基于片上克尔光频梳的二维光学波束形成网，其特征在于，第一解复用器采用阵列波导光栅结构，包括片上的N个输入波导、M个输出波导、输入平板波导、输出平板波导以及一个相邻波导间具有恒定长度差的波导阵列。

7.根据权利要求1所述的基于片上克尔光频梳的二维光学波束形成网，其特征在于，Y延时线阵列通过光开关切换波导路径或微环级联方式实现延时调节。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的基于片上克尔光频梳的二维光学波束形成网，其特征在于，分束器为多模干涉耦合器。

9.根据权利要求8所述的基于片上克尔光频梳的二维光学波束形成网，其特征在于，Y延时线阵列包括一组令相邻频率信道的光载波产生等差延时的片上波导。

10.根据权利要求8所述的基于片上克尔光频梳的二维光学波束形成网，其特征在于，Y延时线阵列为基于SOI或氮化硅平台制备而成。