[发明专利]基于受激布里渊散射效应和光频梳的微波信号产生方法及装置

摘要

一种基于高非线性光纤中的受激布里渊散射效应和光频梳的微波信号产生方法及装置，属于微波光子学技术领域。由可调谐激光器、第一耦合器、第二耦合器、第一环行器、第二环行器、第一高非线性光纤、衰减器、第四耦合器、第一光电探测器、功分器、强度调制器、第四直流稳压源、第一双平行马赫曾德尔调制器、第五直流稳压源、第六直流稳压源、第七直流稳压源、第三环行器、第二高非线性光纤、第三耦合器、第二光电探测器、微波放大器、第二双平行马赫曾德尔调制器、第一流稳压源、第二直流稳压源、第三直流稳压源、隔离器、第五耦合器、第三光电探测器和频谱分析仪组成。光电振荡器的选模和正反馈优点，使得输出的微波信号频谱纯度好、噪声低。

主权项

1.一种基于高非线性光纤中的受激布里渊散射效应和光频梳的微波信号产生装置，其特征在于：是由可调谐激光器、第一耦合器、第二耦合器、第一环行器、第二环行器、第一高非线性光纤、衰减器、第四耦合器、第一光电探测器、功分器、强度调制器、第四直流稳压源、第一双平行马赫曾德尔调制器、第五直流稳压源、第六直流稳压源、第七直流稳压源、第三环行器、第二高非线性光纤、第三耦合器、第二光电探测器、微波放大器、第二双平行马赫曾德尔调制器、第一流稳压源、第二直流稳压源、第三直流稳压源、隔离器、第五耦合器、第三光电探测器和频谱分析仪组成；可调谐激光器输出的光信号进入到第一耦合器中，光信号被一分为二，分别为第一支路和第二支路；第一支路的光信号进入第二耦合器中，再次被一分为二，分别为第三支路和第四支路；第三支路的光信号由Ⅰ端口输入第一环行器，并由Ⅱ端口输出进入到第一高非线性光纤中发生受激布里渊散射效应，产生反向的斯托克斯波，这个斯托克斯波从第一环行器的Ⅱ端口进入并由Ⅲ端口输出，进入到第二环行器的Ⅰ端口，从第二环行器的Ⅱ端口输出进入到第一高非线性光纤中；这个斯托克斯波再次作为泵浦波发生受激布里渊散射效应，再次产生一个斯托克斯波从第二环行器的Ⅱ端口进入并由Ⅲ端口输出进入到第四耦合器；因此，从第二环行器的Ⅲ端口输出的光信号的频率比可调谐激光器的频率下移了二倍的布里渊频移的量；第二耦合器输出的第四支路的光信号经过衰减器进入到第四耦合器，并和第二环行器Ⅲ端口输出的光信号耦合之后进入到第一光电探测器中转换成电信号，该电信号通过功分器一分为二，分别为第五支路和第六支路，第五支路的电信号作为强度调制器的电信号输入，第六支路的电信号作为第一双平行马赫曾德尔调制器的电信号输入；第一耦合器输出的第二支路的光信号经过第三耦合器，然后被一分为二，分别为第七支路和第八支路；第八支路的光信号输入到第二双平行马赫曾德尔调制器中，第二双平行马赫曾德尔调制器的输出光信号进入隔离器，然后耦合到第五耦合器中；第五耦合器的输出分两个支路，分别为第九支路和第十支路，第十支路输出的光信号被送入到第三光电探测器进行光电转换，将光信号转换为电信号；再输入到频谱分析仪中进行频谱测试，观测系统产生的电信号；第九支路输出的光信号进入到第二高非线性光纤中作为受激布里渊散射效应的信号光；第三耦合器输出的第七支路光信号输入到强度调制器中，被第五支路的电信号调制后输入到第一双平行马赫曾德尔调制器中，第四直流稳压电源为强度调制器提供直流偏置电压，第五直流稳压源、第六直流稳压源、第七直流稳压源分别与第一双平行马赫曾德尔调制器的第一直流偏置端、第二直流偏置端和第三直流偏置端相连，通过调节第四直流稳压源、第五直流稳压源、第六直流稳压源、第七直流稳压源，使第一双平行马赫曾德尔调制器的输出光为五条光频梳，光频梳是梳状的、等频率间隔的离散的光谱；这五条光频梳作为泵浦波信号，由第三环行器的Ⅰ端口进入，Ⅱ端口输出，进入到第二高非线性光纤中；与第九支路输出的光信号在第二高非线性光纤中相互作用，发生受激布里渊散射效应，经过受激布里渊散射效应处理的信号再由第三环行器的Ⅱ端口输入，由Ⅲ端口输出，被第二光电探测器转换成电信号，再经微波放大器放大后输入到第二双平行马赫‑曾德尔调制器的第一射频输入端作为射频信号输入。