利用长波长垂直腔激光器的低噪声光子微波源装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种利用长波长垂直腔激光器的低噪声光子微波源装置，其包括：外光注入模块和双腔反馈模块，所述外光注入模块由可调激光源、凸透镜、半透半反镜、光功率计、第一偏振控制器、光隔离器和单模1550nm-垂直腔半导体激光器组成，所述双腔反馈模块由半透半反镜、第三反射镜、第四反射镜、第二偏振控制器、第三偏振控制器和用于降低光功率至适当值的可变衰减器组成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信息
，尤其是涉及一种基于外光注入和双腔反馈长波长垂直腔半导体激光器的全光光子微波信号装置。
技术介绍
微波产生技术在现代通信、军事、雷达等领域都有广泛的应用。近年来，光子微波技术作为一种新兴的产生微波信号的技术受到关注，它在光载无线通信(Radio-over-Fiber，ROF)、手机的4G、5G技术等领域都有诱人的应用前景。现有光子微波的产生方式基本可以分为纯电子、光电混合和全光方式三大类.对于纯电子方式，可以利用晶体振荡产生种子微波，再通过谐振获取高频信号，但这类方式存在着电子瓶颈的问题，难以产生高频微波或成本高昂。随着信息时代的发展，人们对信息容量的要求越来越高，对载波频率的要求也随之大幅升高，而直接利用纯电子方式难以经济地产生高频微波信号。对于电光混合方案，一般是利用电光效应，把电压加到电光晶体上，电光晶体的折射率将发生变化，进而引起通过该晶体的光波特性的变化，实现对光信号的相位、幅度、强度以及偏振状态的调制。常用的直接调制法，虽然可以使电信号转化为光信号从而让信号不受其他电信号干扰，降低传输损失。但从产生微波源的角度来说，此方法本质还是电子学的方式，存在着电子瓶颈的问题。当延展到高频微波范围时，仍然面临着技术复杂，成本高昂的问题。在利用全光方式产生光子微波的领域，目前主要有光外差法和基于双模半导体激光器的光子微波产生办法。光外差法由两个不同波长的光波注入光电探测器，利用拍频获得一定频率的光子微波信号。对1550nm的激光来说，它主要的缺点是其所产生的是两束独立的激光，由于两束光的相位不相关导致产生的信号噪声较大。为解决相位噪声的问题，需要高相干性的光源或者专门的OPLLs等技术对两独立激光源进行处理，这些无疑提高了技术难度和成本。此外，双模半导体激光器是一种特殊的激光器，需要专门设计，制作工艺复杂，同时它也需要额外的相位锁定技术来获取低相位噪声的光子微波。实践中，锁定通常不够完美，且会限制光子微波波频的可调谐性。可见，以上所提及的各方案都难以获取窄线宽、低相位噪声、低成本的光子微波。因此，急需探索发展新型的光子微波产生装置。垂直腔半导体激光器是一种发展非常迅速的新型半导体激光器，在光电子技术的许多领域有广泛应用，它具有高度可集成性、模式匹配度高、低成本等优势。如果利用垂直腔两个天然的正交振荡模式，并结合光注入方法是可以获得光子微波的。通过调节两个光路的光程可使光子微波频率在一定范围内连续可调，调节系统参量可以控制光子微波功率以及调制深度，再加入双腔反馈对线宽进行压窄，从而产生所需的窄线宽、低噪声、低成本光子微波。鉴于以上现有技术的缺点，本专利技术的主要目的是提供一种利用长波长垂直腔激光器的低噪声光子微波源装置。
技术实现思路
本专利技术提出一种利用长波长垂直腔激光器的低噪声光子微波源装置，一定程度上解决了现有技术制作工艺复杂的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种利用长波长垂直腔激光器的低噪声光子微波源装置，其包括：外光注入模块和双腔反馈模块，所述外光注入模块由可调激光源、凸透镜、半透半反镜、光功率计、第一偏振控制器、光隔离器和单模1550nm-垂直腔半导体激光器组成，所述双腔反馈模块由半透半反镜、第三反射镜、第四反射镜、第二偏振控制器、第三偏振控制器和用于降低光功率至适当值的可变衰减器组成，所述光隔离器包括第一光隔离器和第二光隔离器。与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：1.采用基于垂直腔激光器的全光方案，突破了纯电子方式的频率瓶颈限制。且无需昂贵的电子微波源，从而避免其他种方案中电子信号的干扰以及高频电子微波源成本高昂的缺点。2.采用双腔反馈的方式使获得光子微波信号的噪声侧峰得到很好地抑制，从而使获得的光子微波信号具有信噪比高的突出优点。3.系统方案可产生的微波信号频率高于30GHz，信号宽度小于1MHz；该信号具有噪声低，线宽窄，相干性好的特点。本专利技术进一步的改进如下：进一步地，利用长波长垂直腔激光器的低噪声光子微波源装置还包括位于双腔反馈模块外的第一反射镜、第二反射镜、光谱分析仪和频谱分析仪。进一步地，所述凸透镜包括位于可调激光源和偏振控制器之间的第一凸透镜。进一步地，所述外光注入模块的半透半反镜包括位于第一偏振控制器和第一反射镜之间的第一半透半反镜。进一步地，所述外光注入模块的半透半反镜包括位于第一半透半反镜和第一光隔离器之间的第二半透半反镜。进一步地，所述外光注入模块的半透半反镜包括第三半透半反镜和位于第三半透半反镜与第二光隔离器之间的第四半透半反镜。进一步地，所述凸透镜包括位于单模1550nm-垂直腔半导体激光器和第三半透半反镜之间的第二凸透镜。进一步地，所述双腔反馈模块的半透半反镜包括第六半透半反镜和第七半透半反镜。进一步地，所述第二偏振控制器位于第六半透半反镜和第七半透半反镜之间。进一步地，所述第三偏振控制器位于第三反射镜和第四反射镜之间。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术利用长波长垂直腔激光器的低噪声光子微波源装置的结构图；图2为图1所示双腔反馈的结构图。其中：TSL：可调激光源，CL1、CL2：凸透镜，PC1：偏振控制器，STM1、STM2、STM3、STM4、STM5：半透半反镜，RM1、RM2：反射镜，OI1、OI2：光隔离器，PM：光功率计，OSA：光谱分析仪，ESA：频谱分析仪，VA:可变衰减器，PC2、PC3：偏振控制器，STM6、STM7：半透半反镜，RM3、RM4、RM5：反射镜。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1至图2所示，本专利技术的一种利用长波长垂直腔激光器的低噪声光子微波源装置，其分为两大模块：外光注入模块、双腔反馈模块....

【技术保护点】
一种利用长波长垂直腔激光器的低噪声光子微波源装置，其特征在于，包括：外光注入模块和双腔反馈模块，所述外光注入模块由可调激光源、凸透镜、半透半反镜、光功率计、第一偏振控制器、光隔离器和单模1550nm‑垂直腔半导体激光器组成，所述双腔反馈模块由半透半反镜、第三反射镜、第四反射镜、第二偏振控制器、第三偏振控制器和用于降低光功率至适当值的可变衰减器组成，所述光隔离器包括第一光隔离器和第二光隔离器。

【技术特征摘要】
1.一种利用长波长垂直腔激光器的低噪声光子微波源装置，其
特征在于，包括：外光注入模块和双腔反馈模块，所述外光注入模块
由可调激光源、凸透镜、半透半反镜、光功率计、第一偏振控制器、
光隔离器和单模1550nm-垂直腔半导体激光器组成，所述双腔反馈模
块由半透半反镜、第三反射镜、第四反射镜、第二偏振控制器、第三
偏振控制器和用于降低光功率至适当值的可变衰减器组成，所述光隔
离器包括第一光隔离器和第二光隔离器。
2.如权利要求1所述的利用长波长垂直腔激光器的低噪声光子
微波源装置，其特征在于：还包括位于双腔反馈模块外的第一反射镜、
第二反射镜、光谱分析仪和频谱分析仪。
3.如权利要求1所述的利用长波长垂直腔激光器的低噪声光子
微波源装置，其特征在于：所述凸透镜包括位于可调激光源和偏振控
制器之间的第一凸透镜。
4.如权利要求1所述的利用长波长垂直腔激光器的低噪声光子
微波源装置，其特征在于：所述外光注入模块的半透半反镜包括位于
第一偏振控制器和第一反射镜之间的第一半透半反镜。
5.如权利要求4所述的利用长波长垂直腔激光器的低噪声光子...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴加贵，倪冬原，张悦，唐曦，邓涛，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50