基于光学锁相环的双锁模激光器的多微波本振源产生系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于光学锁相环的双锁模激光器的多微波本振源产生系统，包括两个锁模激光器、电光调制器、光耦合器、光带通滤波器、光电探测器、低噪声电放大器、电振荡器、和电鉴相器。通过2*2耦合器接收两锁模激光器输出光信号并将其耦合输出分两路，其中一路输入给光带通滤波器滤出低频率差的两边带，并将其输入给光电探测器，转换后的电信号经过低噪声电放大器以后输入电鉴相器，该电信号与电振荡器通过电鉴相器进行鉴相输出，并将该信号输出给电光调制器进行调制，从而形成光电闭环，实现光锁相控制。本发明专利技术的优点在于：产生稳定的宽带本振源，系统具有极佳的抗环境干扰能力，非常适合于工程化应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于微波光子领域，更具体的说是一种基于光学锁相环的双锁模激光器的多微波本振源产生系统。
技术介绍
近年来，随着光电子器件和光纤通信技术的进步，以光信号为传输载体，空间或者光纤作为媒介，对某一物理信息进行检测、传输和处理的需求日益增多。在传统的光纤通信技术发展的同时，出现了诸如光纤传感、激光雷达、微波光子学、集成光学等新兴研究领域，并取得了快速发展。在我国，卫星通信系统是我国三大通信支柱产业之一，目前以中国卫星为引领，在轨服务的卫星有11颗，后续卫星多颗将投入运营。当前，卫星通信转发系统面临严峻的挑战：1带宽问题。由于广播电视、数据传输、数字宽带多媒体、移动互联网等大数据业务需求，亟需提高载波频率，增大带宽，提高通信容量。2电磁干扰问题。大量电子元件的使用，增大了系统间电磁干扰和信号串扰。3链路相位扰动问题。基于上述需求，产生稳定的宽带本振源系统是当前的一大难题。目前光本振的产生有提出利用光学频率梳产生，而光学频率梳的产生方案包括基于调制器的级联调制产生、基于重复频移方法、以及硅基微环结构结构产生，上述方案中产生过程都会存在相位扰动的问题，很难满足工程化的要求。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供了一种能够产生稳定的宽带本振源的基于光学锁相环的双锁模激光器的多微波本振源产生系统。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种基于光学锁相环的双锁模激光器的多微波本振源产生系统，包括：一第一锁模激光器，其用于提供相干种子光源；一第二锁模激光器，其光输出端与一电光调制器的光输入端a相连，其用于提供宽带光学频率梳系统；一电光调制器，其用于对锁模激光器输入的光信号进行光电调制，实现对锁模激光器的光学移频；一光学耦合器，其分为两个光输入端口d、e，两个光输出端口f、g，其中锁模激光器的输出光输入给光学耦合器的光输入端d,和电光调制器的输出光信号输入给光学耦合器的光输入端e，通过光学耦合器将光信号进行耦合通过f、g两输出端口输出合成光信号；一可调谐光滤波器，其用于接收来自光耦合器的输出端g端口的输出光信号进行滤波并将滤波后光信号输出；一高灵敏度光电探测器，其用于接收来自可调谐光滤波器输出端的滤波后光信号进行光电转换；一低噪声电放大器，其用于对光电探测器输出的电信号进行低噪声功率放大，并输出给电鉴相器的输入端h；一提供稳定的本地振荡电信号的电振荡器，输出信号给电鉴相器的输入端i；一电鉴相器，其用于对低噪声电放大器的输出信号与光电振荡器的本振压控电信号进行鉴频，输出包含稳定相位信息的交流电信号，并将其输入给第二锁模激光器；一光波分复用器，其用于对光耦合器的光输出端f的光信号通过频率不同信道化输出；一光电探测器阵列，其用于光电转换信道化输出的光信号，并输出不同频率的稳定本振信号。作为优化的技术方案，第一锁模激光器和第二锁模激光器为基于量子点锁模激光器或者光纤锁模激光器。作为优化的技术方案，第一锁模激光器和第二锁模激光器的锁模机制为主动锁模机制或者是被动锁模机制。作为优化的技术方案，所述的第一锁模激光器和第二锁模激光器的重复频率不同。作为优化的技术方案，所述的电光调制器为声光调制器或者双平衡马赫曾德尔强度调制器。作为优化的技术方案，所述的光滤波器为可调谐窄带带通滤波器。作为优化的技术方案，其中所述的光电振荡器输出电信号与低噪声电放大器输出的信号是同频率信号。作为优化的技术方案，其中所述的光电振荡器输出电信号与低噪声电放大器输出的信号的频率不同，所述电鉴相器的输出端连接到电光调制器的电输入端c，通过电光调制器加载到第二锁模激光器的不同光波长上。本专利技术相比现有技术具有以下优点：基于锁模激光器输出光谱在频域上是多波长输出，两个锁模激光器1，2重复频率存在差异，通过2*2耦合器4接收两锁模激光器输出光信号并将其耦合输出分两路，其中一路输入给光窄带带通滤波器滤出低频率差的两边带，并将其输入给光电探测器进行光电转换，转换后的电信号经过低噪声电放大器进行功率放大，将该电信号与电振荡器通过电鉴相器进行鉴相输出，并将该信号输出给电光调制器进行调制，从而形成光电闭环，实现光锁相控制。通过该锁相装置，对两锁模激光器进行稳定性控制，从而两锁模激光器的对应边带通过波分复用器进行信道化处理，最终输入给光电探测器阵列进行光电转换，最终得到多频率的电信号输出，输出稳定的信号源。相比现有的本振源产生系统，本专利技术的产生系统具有极佳的抗环境干扰能力，非常适合于工程化应用。附图说明图1是本专利技术基于光学锁相环的双锁模激光器的多微波本振源产生系统的结构示意图。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。请参阅图1所示，本专利技术提供一种基于光学锁相环的双锁模激光器的多微波本振源产生系统，包括：一锁模激光器1，其用于提供相干种子光源，其中所述的锁模激光器是基于量子点锁模激光器或者光纤锁模激光器，并且锁模机制可以为主动锁模机制也可以是被动锁模机制；一锁模激光器2，其光输出端与一电光调制器3的光输入端a相连，其用于提供宽带光学频率梳系统，锁模激光器2在时域上产生脉冲形式，在频域上为多波长输出形式，并且保证锁模激光器1和锁模激光器2重复频率不同；一电光调制器3，其用于对锁模激光器2输入的光信号进行光电调制，实现对锁模激光器2的光学移频，电光调制器3可以为声光调制器或者双平衡马赫曾德尔强度调制器，其用于对锁模激光器2的多个光波长进行光学移频；一光学耦合器4，其分为两个光输入端口d、e，两个光输出端口f、g，其中锁模激光器1的输出光输入给光学耦合器4的光输入端d,和电光调制器3的输出光信号输入给光学耦合器4的光输入端e，通过光学耦合器4将光信号进行耦合通过f、g两输出端口输出合成光信号；一可调谐光滤波器5，其用于接收来自光耦合器4的输出端g端口的输出光信号进行滤波并将滤波后光信号输出，光滤波器5为可调谐窄带带通滤波器；一高灵敏度光电探测器6，其用于接收来自可调谐光滤波器5输出端的滤波后光信号进行光电转换；一低噪声电放大器7，其用于对光电探测器6输出的电信号进行低噪声功率放大，并输出给电鉴相器9的输入端h；一输出稳定的本地振荡电信号的光电振荡器8，输出给电鉴相器9的输入端i，光电振荡器8输出电信号与低噪声电放大器7输出的信号可以是同频率信号，此时可以省略电光调制器3直接将电鉴相器9输出的电压信号转化成电流信号加载到锁模激光器2的驱动电流上，实时调谐锁模激光器2的波长。一电鉴相器9，其用于对低噪声电放大器7的输出信号与光电振荡器8的本振压控电信号进行鉴频，输出包含稳定相位信息的交流电信号，并将其输入给电光调制器3的电输入端c，该电鉴相器9功能主要是通过将低噪声电放大器7的输出信号与光电振荡器8的输出信号混频得到差频信号相位，该相位信息通过电光调制器3加载到锁模激光器2的不同光波长上；一光波分复用器10，其用于对光耦合器4的光输出端f的光信号通过频率不同信道化输出，其用于将所述的合波光进行分频段输出，频率相近的光信号进行同信道输出，该波分复用器10包括多个频率不同的输出信道，且每个输出通道输出合波光中相应频率间隔的光；该光波分复用器10按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光学锁相环的双锁模激光器的多微波本振源产生系统，其特征在于：包括：一第一锁模激光器，其用于提供相干种子光源；一第二锁模激光器，其光输出端与一电光调制器的光输入端a相连，其用于提供宽带光学频率梳系统；一电光调制器，其用于对锁模激光器输入的光信号进行光电调制，实现对锁模激光器的光学移频；一光学耦合器，其分为两个光输入端口d、e，两个光输出端口f、g，其中锁模激光器的输出光输入给光学耦合器的光输入端d,和电光调制器的输出光信号输入给光学耦合器的光输入端e，通过光学耦合器将光信号进行耦合通过f、g两输出端口输出合成光信号；一可调谐光滤波器，其用于接收来自光耦合器的输出端g端口的输出光信号进行滤波并将滤波后光信号输出；一高灵敏度光电探测器，其用于接收来自可调谐光滤波器输出端的滤波后光信号进行光电转换；一低噪声电放大器，其用于对光电探测器输出的电信号进行低噪声功率放大，并输出给电鉴相器的输入端h；一提供稳定的本地振荡电信号的电振荡器，输出信号给电鉴相器的输入端i；一电鉴相器，其用于对低噪声电放大器的输出信号与光电振荡器的本振压控电信号进行鉴频，输出包含稳定相位信息的交流电信号，并将其输入给第二锁模激光器；一光波分复用器，其用于对光耦合器的光输出端f的光信号通过频率不同信道化输出；一光电探测器阵列，其用于光电转换信道化输出的光信号，并输出不同频率的稳定本振信号。...

【技术特征摘要】
1.一种基于光学锁相环的双锁模激光器的多微波本振源产生系统，其特征在于：包括：一第一锁模激光器，其用于提供相干种子光源；一第二锁模激光器，其光输出端与一电光调制器的光输入端a相连，其用于提供宽带光学频率梳系统；一电光调制器，其用于对锁模激光器输入的光信号进行光电调制，实现对锁模激光器的光学移频；一光学耦合器，其分为两个光输入端口d、e，两个光输出端口f、g，其中锁模激光器的输出光输入给光学耦合器的光输入端d,和电光调制器的输出光信号输入给光学耦合器的光输入端e，通过光学耦合器将光信号进行耦合通过f、g两输出端口输出合成光信号；一可调谐光滤波器，其用于接收来自光耦合器的输出端g端口的输出光信号进行滤波并将滤波后光信号输出；一高灵敏度光电探测器，其用于接收来自可调谐光滤波器输出端的滤波后光信号进行光电转换；一低噪声电放大器，其用于对光电探测器输出的电信号进行低噪声功率放大，并输出给电鉴相器的输入端h；一提供稳定的本地振荡电信号的电振荡器，输出信号给电鉴相器的输入端i；一电鉴相器，其用于对低噪声电放大器的输出信号与光电振荡器的本振压控电信号进行鉴频，输出包含稳定相位信息的交流电信号，并将其输入给第二锁模激光器；一光波分复用器，其用于对光耦合器的光输出端f的光信号通过频率不同信道化输出；一光电探测器阵列，其用于光电转换信道化输出的光信号，并输出不...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙文惠，陈信伟，方高升，吴彭生，武帅，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：安徽;34