基于受激布里渊散射放大效应的光电振荡器及调节方法技术

本发明专利技术提供了一种基于受激布里渊散射放大效应的光电振荡器及调节方法，涉及光电技术领域，其包括第一激光器、环形器、光纤单元、第二激光器、相位调制器、可调谐衰减器、光电探测器单元、可调滤波器、耦合器以及电放大器。其中，由所述第二激光器输出的激光经所述相位调制器产生的多频信号，与由所述第一激光器输出的激光信号在光纤单元中产生的背向布里渊散射信号发生受激布里渊散射放大，被放大的多频信号经衰减、光电转换及滤波再由耦合器分为两路信号，一路信号作为反馈信号输入相位调制器，另一路信号作为微波信号输出。本发明专利技术通过改变第一激光器的输出波长，进而改变反馈信号的频率以获取所需的多频信号，最后实现可调谐的微波信号输出。

Photoelectric oscillator based on stimulated Brillouin scattering amplification effect and regulating method thereof

The present invention provides an optoelectronic oscillator stimulated Brillouin scattering based on amplification effect and regulation method, relating to the field of photoelectric technology, which comprises a first laser, circulator, optical fiber unit, second laser, phase modulator, tunable attenuator, photoelectric detector unit, tunable filter, coupler and power amplifier. Among them, the multi frequency signal generated by the laser output of the second lasers by the phase modulator, and the output signal generated by a laser and the first laser in the optical unit back Brillouin scattering signal Brillouin amplification, multi frequency signal is amplified by the attenuation, photoelectric conversion and filtering the coupler is divided into two signals, one signal as the feedback signal input phase modulator, a signal as a microwave signal output. By changing the output wavelength of the first laser, the frequency of the feedback signal is changed to obtain the required multifrequency signals, and finally, a tunable microwave signal output is achieved.

【技术实现步骤摘要】
基于受激布里渊散射放大效应的光电振荡器及调节方法
本专利技术涉及光电
，具体而言，涉及一种基于受激布里渊散射放大效应的光电振荡器及调节方法。
技术介绍
目前，可调谐微波信号源是卫星通信系统、雷达系统和传感系统等必须且重要的信号源。随着信息技术的高速发展以及数据传输业务的迅速增加，对信号源的带宽要求随之增加。与传统的微波信号源相比，光电振荡器在高频信号产生方面具有较大的优势，且信号具有较低的相位噪声，因此，引起研究人员的高度重视。部分研究者利用光纤中的受激布里渊散射效应，对光电振荡器中单边带调制光信号的载波进行相移，通过将光调制信号的载波与正一阶边带或载波与负一阶边带在光探测器处拍频，实现微波信号在光电振荡器环形腔中相移量的改变，同时配合可调微波滤波器，最终实现光电振荡器输出信号频率的宽带连续可调谐。另有部分研究者利用微波源移频结合光纤布里渊效应获得可调谐的微波信号输出。最新的研究结果是，利用硅基波导作为振荡器的储能元件，在波导中产生受激布里渊散射效应，结合光注入分布反馈激光器进行移频，通过改变温度控制系统的温度和激光器的波长实现输出微波信号的可调谐性。以上这些研究成果在微波信号的产生方面具有一定的实用性，取得了一定的进展。但是，目前报道的方案中，都是使用的一个激光器，该激光器的调谐性质限制了输出微波信号的调谐性能，限制了这些光电振荡器微波信号源的应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于受激布里渊散射放大效应的光电振荡器及调节方法，其能够有效的改善上述问题。本专利技术的实施例是这样实现的：第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于受激布里渊散射放大效应的光电振荡器，其包括第一激光器、环形器、光纤单元、第二激光器、相位调制器、可调谐衰减器、光电探测器单元、可调滤波器、耦合器以及电放大器；从所述第一激光器输出的光束经过所述环形器进入所述光纤单元，并在所述光纤单元中产生背向布里渊散射信号；从所述第二激光器输出的光束经过所述相位调制器调制形成多频信号进入所述光纤单元，所述多频信号中与所述背向布里渊散射信号频率相同的信号在所述光纤单元中和所述背向布里渊散射信号发生背向布里渊散射放大效应，其功率被放大；被放大的多频信号经过所述环形器进入所述可调谐衰减器，经所述可调谐衰减器衰减后的多频信号经所述光电探测器单元转换为电信号；所述电信号经过所述可调滤波器滤波，再经过所述耦合器分为两路信号，其中一路信号作为反馈信号经过所述电放大器放大进入所述相位调制器，另一路信号作为微波信号输出。在本专利技术较佳的实施例中，所述第一激光器为波长和功率均可调谐的激光器。在本专利技术较佳的实施例中，所述第二激光器为波长和功率均可调谐的窄线宽激光器。在本专利技术较佳的实施例中，所述第二激光器为固定波长的窄线宽激光器。在本专利技术较佳的实施例中，所述光纤单元为单模光纤。在本专利技术较佳的实施例中，所述光纤单元为色散位移光纤。在本专利技术较佳的实施例中，所述光纤单元为高非线性光纤。在本专利技术较佳的实施例中，所述光电探测器单元为光电探测器或平衡探测器。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种基于受激布里渊散射放大效应的光电振荡器调节方法，应用于如上所述的基于受激布里渊散射放大效应的光电振荡器，所述方法包括：获取第一激光信号和第二激光信号；由所述第一激光信号获取背向布里渊散射信号；由所述第二激光信号获取经过相位调制的多频信号；获取经受激布里渊散射放大后的多频信号；将放大后的多频信号进行衰减获取衰减后的多频信号；将衰减后的多频信号转换为电信号进行滤波形成滤波信号；将所述滤波信号分为两路信号，将其中一路信号作为反馈信号进行放大并对所述第二激光信号进行相位调制，将另一路信号作为微波信号输出。在本专利技术较佳的实施例中，所述方法还包括：调节第一激光信号的波长以改变背向布里渊散射信号的频率，进而改变反馈信号的频率；获取经反馈信号相位调制后的多频信号；获取可调谐的微波信号并输出。相对于现有技术中只使用一个激光器输出激光信号并通过对激光信号进行直接调制来输出微波信号的光电振荡器，本专利技术实施例提供的基于受激布里渊散射放大效应的光电振荡器利用布里渊散射信号可以放大与其频率相同的信号特点，结合相位调制器可以产生多频信号和光电振荡器的低噪声特点，通过设置第一激光器和第二激光器，使由所述第二激光器输出的激光经所述相位调制器产生的多频信号，与由所述第一激光器输出的激光信号在光纤单元中产生的背向布里渊散射信号发生受激布里渊散射放大，经过放大后的多频信号进一步经过衰减、光电转换及滤波，再由耦合器分为两路信号，其中一路信号作为反馈信号输入相位调制器，另一路信号作为微波信号输出。通过设置反馈电路，使得仅需调节第一激光器的输出波长，即可改变背向布里渊散射信号的频率，进而改变多频信号中与背向布里渊散射信号发生受激布里渊散射放大的信号频率，再经过反馈电路获得放大后的反馈信号并输入相位调制器，改变相位调制器输出的多频信号的频率分布，这样就可以选择性的放大从相位调制器输出的多频信号中的某一频率信号，最终获取可调谐的微波信号输出。因此，本专利技术提供的光电振荡器及调节方法不仅能够产生高精度微波信号，而且能够获得带宽可调谐的微波信号，且通过反馈电路进行相位调制，省去了昂贵的外部设备，简化了光电振荡器的结构，缩小了体积，节省了成本，大大降低了电磁干扰，使可调谐微波信号的获取变得更为简单。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术第一实施例中的基于受激布里渊散射放大效应的光电振荡器的结构示意图；图2为本专利技术第一实施例中相位调制器输出的多频信号光谱；图3为本专利技术第一实施例中光电振荡器输出的微波信号的频谱示意图；图4为本专利技术第一实施例中获得的连续可调谐的微波信号的频谱示意图；图5为本专利技术第二实施例中基于受激布里渊散射放大效应的光电振荡器调节方法的流程框图；图6为本专利技术第二实施例中获取可调谐微波信号输出的流程框图。图标：100-第一激光器；110-环形器；120-光纤单元；130-第二激光器；140-相位调制器；150-可调谐衰减器；160-光电探测器单元；170-可调滤波器；180-耦合器；190-电放大器；1000-基于受激布里渊散射放大效应的光电振荡器。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。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。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于受激布里渊散射放大效应的光电振荡器，其特征在于，包括第一激光器、环形器、光纤单元、第二激光器、相位调制器、可调谐衰减器、光电探测器单元、可调滤波器、耦合器以及电放大器；从所述第一激光器输出的光束经过所述环形器进入所述光纤单元，并在所述光纤单元中产生背向布里渊散射信号；从所述第二激光器输出的光束经过所述相位调制器调制形成多频信号进入所述光纤单元，所述多频信号中与所述背向布里渊散射信号频率相同的信号在所述光纤单元中和所述背向布里渊散射信号发生背向布里渊散射放大效应，其功率被放大；被放大的多频信号经过所述环形器进入所述可调谐衰减器，经所述可调谐衰减器衰减后的多频信号经所述光电探测器单元转换为电信号；所述电信号经过所述可调滤波器滤波，再经过所述耦合器分为两路信号，其中一路信号作为反馈信号经过所述电放大器放大进入所述相位调制器，另一路信号作为微波信号输出。

【技术特征摘要】
1.一种基于受激布里渊散射放大效应的光电振荡器，其特征在于，包括第一激光器、环形器、光纤单元、第二激光器、相位调制器、可调谐衰减器、光电探测器单元、可调滤波器、耦合器以及电放大器；从所述第一激光器输出的光束经过所述环形器进入所述光纤单元，并在所述光纤单元中产生背向布里渊散射信号；从所述第二激光器输出的光束经过所述相位调制器调制形成多频信号进入所述光纤单元，所述多频信号中与所述背向布里渊散射信号频率相同的信号在所述光纤单元中和所述背向布里渊散射信号发生背向布里渊散射放大效应，其功率被放大；被放大的多频信号经过所述环形器进入所述可调谐衰减器，经所述可调谐衰减器衰减后的多频信号经所述光电探测器单元转换为电信号；所述电信号经过所述可调滤波器滤波，再经过所述耦合器分为两路信号，其中一路信号作为反馈信号经过所述电放大器放大进入所述相位调制器，另一路信号作为微波信号输出。2.根据权利要求1所述的基于受激布里渊散射放大效应的光电振荡器，其特征在于，所述第一激光器为波长和功率均可调谐的激光器。3.根据权利要求1所述的基于受激布里渊散射放大效应的光电振荡器，其特征在于，所述第二激光器为波长和功率均可调谐的窄线宽激光器。4.根据权利要求1所述的基于受激布里渊散射放大效应的光电振荡器，其特征在于，所述第二激光器为固定波长的窄线宽激光器。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴帆，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32