[发明专利]一种用于超宽带信号的可调谐微波光子陷波滤波器

摘要

一种基于受激布里渊散射效应、相位调制和光学滤波的用于超宽带(UWB)信号的可调谐微波光子陷波滤波器，属于微波光子学技术领域。由激光器，第一光耦合器，相位调制器，第一可调谐光滤波器，高非线性光纤，第一微波信号源，第一强度调制器，第二可调谐光滤波器，第二微波信号源，第二强度调制器，第三可调谐光滤波器，第二光耦合器，光环行器，光电探测器和矢量网络分析仪组成。本发明通过受激布里渊散射效应、相位调制和光学滤波相结合，实现用于超宽带信号的可调谐微波光子陷波滤波器。通过改变泵浦光信号的数量，可以改变陷波的个数。通过改变泵浦光的频率，可以实现陷波中心频率的调谐。

主权项

1.一种用于超宽带信号的可调谐微波光子陷波滤波器，其特征在于：由激光器、第一光耦合器、相位调制器、第一可调谐光滤波器、高非线性光纤、第一微波信号源、第一强度调制器、第二可调谐光滤波器、第二微波信号源、第二强度调制器、第三可调谐光滤波器、第二光耦合器、光环行器、光电探测器和矢量网络分析仪组成；激光器发出的光信号经第一光耦合器被分成三个支路，即第一支路(101)、第二支路(201)和第三支路(301)；第一支路(101)中的光信号经相位调制器被矢量网络分析仪输出的信号调制后送入第一可调谐光滤波器，经第一可调谐光滤波器滤波后进入高非线性光纤中，作为受激布里渊散射效应的探测光；第二支路(201)中的光信号经第一强度调制器被第一微波信号源输出的微波信号调制后送入到第二可调谐光滤波器中，被第二可调谐光滤波器滤出调制之后的上边带信号；第三支路(301)中的光信号经第二强度调制器被第二微波信号源输出的微波信号调制后送入到第三可调谐光滤波器中，被第三可调谐光滤波器滤出调制之后的上边带信号；第二可调谐光滤波器和第三可调谐光滤波器的输出信号经第二光耦合器之后进入到光环形器的1端口，然后由光环形器的2端口进入到高非线性光纤中，作为受激布里渊散射效应的泵浦光，此泵浦光和第一可调谐光滤波器输出的探测光发生受激布里渊散射效应，经受激布里渊散射效应处理的探测光信号再由光环形器的2端口输入，然后由光环形器的3端口输出，经光电探测器光电转换之后输入到矢量网络分析仪中，从而由矢量网络分析仪测试出所述滤波器的频率响应；激光器输出频率为fc的光信号，经第一光耦合器平均分成三个支路，第一支路(101)的光信号送入到相位调制器中作为光载波，矢量网络分析仪输出的具有一定频带宽度的待滤波的小幅微波信号通过相位调制器加载到光载波上，经相位调制器后输出相位相反、强度相等的一系列一阶上边带和下边带信号，相位调制器输出的信号进入到第一可调谐光滤波器滤波，第一可调谐光滤波器的中心频率设置为fc+3.75GHz，带宽设为13.7GHz，经第一可调谐光滤波器滤波之后的信号进入到高非线性光纤中作为受激布里渊散射效应的探测光；第二支路(201)的光信号送入到第一强度调制器中作为光载波信号，然后通过第一强度调制器被第一微波信号源输出的频率为f1的微波信号调制，调制后输出的双边带信号经第二可调谐光滤波器后得到下边带信号fc‑f1；第三支路(301)的光信号送入到第二强度调制器中作为光载波信号，然后通过第二强度调制器被第二微波信号源输出的频率为f2微波信号调制，调制后输出的双边带信号经第三可调谐光滤波器后得到下边带信号fc‑f2；下边带信号fc‑f1和fc‑f2经第二光耦合器耦合后进入到光环形器的1端口，然后由光环形器的2端口进入到高非线性光纤中，作为受激布里渊散射效应的泵浦光，频率为fc‑f1的泵浦光信号在频率为fc‑f1+fB的频率处产生损耗谱，频率为fc‑f2的泵浦光信号在频率为fc‑f2+fB的频率处产生损耗谱，fB为布里渊频移量；经受激布里渊散射效应处理的探测光信号再由光环形器的2端口输入，然后由光环形器的3端口输出，经光电探测器光电转换之后输入到矢量网络分析仪中，由于相位调制器输出的一阶上、下边带信号的强度相等且相位相反，而第一可调谐光滤波器的中心频率设置为fc+3.75GHz，带宽为13.7GHz，因此矢量网络分析仪上显示3dB带宽从3.1GHz到10.6GHz的通带响应，又因为受激布里渊散射效应，因此会产生中心频率为fB‑f1和fB‑f2的两个陷波；通过改变第一微波信号源和第二微波信号源的频率，可以改变泵浦信号fc‑f1和fc‑f2的频率，从而实现陷波中心频率的调节；通过增加泵浦光的支路的数量可以实现多个陷波的超宽带滤波。