[发明专利]一种无外部电本振可调谐的全光微波光子变频装置

摘要

一种无外部电本振可调谐的全光微波光子变频装置。主要包括窄线宽半导体激光器、非线性光环路、光电探测器和低通滤波器，在不提供外部电本振情况下，激发饱和受激布里渊散射效应，通过非线性光环路选路传输，产生反向斯托克斯光用于射频信号变频。降低传统微波光子变频中光本振生成引起的杂波和噪声干扰。同时利用双驱动铌酸锂调制器对射频信号进行高阶调制，实现可调谐的全光微波光子变频。

主权项

一种无外部电本振可调谐的全光微波光子变频装置，其特征在于包括：窄线宽半导体激光器、非线性光环路、光电探测器和低通滤波器；其中，非线性光环路包括分光器、第一偏振控制器、第二偏振控制器、光环形器、双驱动铌酸锂调制器、直流稳压电源、电衰减器、电功分器、电移相器、光隔离器和单模保偏光纤；光环形器包括第一端口、第二端口和第三端口，单模保偏光纤包括端口a和端口b，双驱动铌酸锂调制器包括第一射频端口、第二射频端口和直流端口；窄线宽半导体激光器产生一束功率可调的窄线宽光载波信号并输入给分光器，分光器将该窄线宽光载波信号分为泵浦光和调制光两路，并将泵浦光传输给第一偏振控制器，将调制光输出给第二偏振控制器；第一偏振控制器和第二偏振控制器分别将泵浦光和调制光调整为偏振角度相同的线偏振光；泵浦光经第一偏振控制器调整为线偏振态泵浦光后，由光环形器的第一端口输入，并经由第二端口输出至单模保偏光纤的端口a，线偏振态泵浦光在单模保偏光纤中激发饱和受激布里渊散射，产生反向斯托克斯光；直流稳压源的输出端口与双驱动铌酸锂调制器的直流端口相连，为其提供偏压信号；待变频的射频信号从电衰减器输入端口输入，并经电衰减器输出给电功分器，电功分器对射频信号进行分路后输出两路输出信号，其中一路输入至双驱动铌酸锂调制器的第一射频端口，另一路经电移相器后输入至双驱动铌酸锂调制器的第二射频端口；调制光经第二偏振控制器调整为线偏振光后输入给双驱动铌酸锂调制器，双驱动铌酸锂调制器对输入的射频信号和调制光进行高阶调制，获得包含M阶射频分量的光信号后经由光隔离器从单模保偏光纤的端口b输入，并从单模保偏光纤的端口a输出，输出的光信号从光环形器的第二端口输入，第三端口输出，光隔离器用来防止后端泵浦光及反射光信号回流到双驱动铌酸锂调制器打坏器件；所述M为自然数；反向斯托克斯光和调制光在单模保偏光纤中合路后经由光环形器的第三端口输出至光电探测器，反向斯托克斯光作为光本振信号，与光信号中的M阶射频分量在光电探测器中完成拍频及光电变换，得到包括反向斯托克斯光和M阶射频分量的差频分量在内的多个频率分量后，输出至低通滤波器，经低通滤波后输出中频信号，从而完成全光微波光子变频过程。