本发明专利技术公开了一种宽带可调谐单通带微波光子滤波器，包括：激光器，其用于提供连续光信号；光耦合器，将所述连续光信号分成第一路光信号和第二路光信号；偏振调制器，调制所述第一路光信号的偏振态；色散位移光纤，在泵浦光信号的诱导下对所述探测光信号发生受激布里渊散射；光电探测器，接收所述色散位移光纤输出的经过受激布里渊散射的探测光信号，产生微波信号；矢量网络分析仪，接收所述光电探测器输出的微波信号，并对其进行测量频率响应，同时将微波信号输出至第一偏振调制器；强度调制器，调制所述第一路光信号的偏振态，输出调制后的第一路光信号；光滤波器，对所述调制后的第一路光信号进行滤波，作为所述泵浦光信号。
【技术实现步骤摘要】
一种宽带可调谐单通带微波光子滤波器产生系统
本专利技术属于微波光子学领域，更具体的说是一种基于光纤的受激布里渊散射效应的宽带可调谐单通带微波光子滤波器。
技术介绍
微波光子学是上个世纪70年代提出一种融合微波技术和光子技术的交叉学科，其兼顾了微波技术的灵活性和光子技术的宽带以及低损耗特性。微波滤波器在宽带无线接入网、雷达系统、电子对抗、卫星通信中有广泛应用，但是传统的基于电子技术的微波滤波的可重构性和可调谐性极差，一旦电路设计完成即只能完成特定频率微波的滤波。微波光子滤波器克服了传统的微波滤波器的缺点，具有低损耗、重量轻、宽带可调谐、可重构以及不受电磁干扰的优点。由于受到离散时间信号处理的限制，绝大多数的微波光子滤波器的FSR比较小(呈现周期性滤波的特征)、滤波器的3dB带宽比较宽并且带外抑制比比较低。这种周期性滤波以及3dB带宽比较宽严重限制了微波光子滤波器的应用，特别是在需要大范围带外抑制比以及精细滤波的应用中。因而，研究带外抑制比高、3dB带宽窄、单通带、快速宽带可调谐以及可重构的微波光子滤波器具有重大的意义。综上所述，为了解决基于电子技术微波滤波器面临的技术瓶颈，以及基于离散时间信号处理微波光子滤波器的技术壁垒，同时，为了满足宽带无线接入网、雷达系统、电子对抗、卫星通信中应用的需求，基于布里渊散射的宽带可调谐单通带微波光子滤波器应用而生。
技术实现思路
本专利技术基于光纤中的双折射效应，使得在光纤中发生的受激布里渊散射对探测光信号的放大同时在两个垂直的偏振态上发生，由于在两个垂直偏置态上对探测光信号的放大不相等，引起了探测光信号的矢量方向(偏振态)旋转。偏振调制之后的探测光信号的光载波和边带的偏振态相互垂直，由于该-1阶探测光信号经受矢量受激布里渊散射作用，使原本偏振态相互垂直的光载波和边带出现了偏振态相互平行的分量。本专利技术要解决雷达系统、电子对抗系统、宽带无线接入网系统以及卫星通信系统中微波滤波器的带外抑制比低、不能宽带调谐、Q值低、可重构性差的困难问题。本专利技术公开了一种宽带可调谐单通带微波光子滤波器，包括:激光器，其用于提供连续光信号；光耦合器，其用于将所述连续光信号分成第一路光信号和第二路光信号；第一偏振调制器，其用于调制所述第一路光信号的偏振态，使其输出的光信号的载波和-1阶边带的偏振态相互垂直，其调制后输出的光信号作为探测光信号；色散位移光纤，其用于在泵浦光信号的诱导下对所述探测光信号发生受激布里渊散射；光电探测器，其接收所述色散位移光纤输出的经过受激布里渊散射的探测光信号，使得其中的载波和-1阶边带发生拍频而产生微波信号；矢量网络分析仪，其接收所述光电探测器输出的微波信号，并对其进行测量频率响应，同时其将所述微波信号输出至第一偏振调制器，作为其调制信号；强度调制器，其用于调制所述第一路光信号的偏振态，输出调制后的第一路光信号;光滤波器，其用于对所述调制后的第一路光信号进行滤波，仅剩下其中的-1阶调制边带信号，作为所述泵浦光信号。从上述技术方案可以看出，本专利技术具有以下有益效果:该基于受激布里渊散射宽带可调谐单通带微波光子滤波器的系统结构简单、能够实现快速滤波(滤波速度达到ns量级)、滤波器的带外抑制比高、Q值超高、宽带可调谐，通过调整矢量增益可重构滤波器。该滤波器的Q值非常高、带外抑制比很高并且可以宽带可调谐，同时，由于泵浦光和信号都源于同一个激光器，因此，所形成的微波光子滤波器的通带中心频率非常稳定，另外通过改变泵浦光的谱线形状可以重构微波光子滤波器的通带形状；【附图说明】图1是本专利技术中基于受激布里渊散射宽带可调谐单通带微波光子滤波器的装置图；图2是本专利技术中基于受激布里渊散射宽带可调谐单通带微波光子滤波器的原理示意图；图3是本专利技术中矢量布里渊散射诱导的偏振态旋转原理示意图；图4是本专利技术中矢量布里渊散射和标量布里渊散射的布里渊增益曲线；图5是本专利技术中宽带可调谐单通带微波光子滤波器。【具体实施方式】为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。图1示出了本专利技术的基于受激布里渊散射宽带可调谐单通带微波光子滤波器的装置图，该装置包括:一窄线宽激光器1，其用于提供连续的探测光信号；该探测光信号通过光耦合器分为等功率的第一路光信号和第二路光信号，并且这两束光信号的偏振态由偏振控制器调节;一光耦合器2，其用于将窄线宽激光器I发出的光分为第一路和第二路光信号，分光比为1: 1，第一路光信号经过强度调制器10进行强度调制，第二路光信号经过偏振调制器4进行偏振调制；其中第二路光信号经过偏振调制器4调制后作为在色散位移光纤6中发生受激布里渊散射的探测光信号，而第一路光信号经过强度调制器11调制后作为在色散位移光纤6中发生受激布里渊散射的泵浦光信号；—偏振控制器3,其用于调节光稱合器2输出的第二路光信号的偏振态,使进入偏振调制器4的光信号的偏振方向对准偏振调制器4入射端口的起偏方向,其输入端口与光率禹合器2的一个端口相连,其输出端口与偏振控制器的输入端口相连；一偏振调制器4，其用于根据矢量网络分析仪9输出的扫频微波信号偏振调制所述第二路光信号，使得经过偏振调制器调制之后的第二路光信号的光载波和一阶边带的偏振态相互垂直，如果该第二路光信号直接入射到光电探测器拍频，不会产生微波信号；一光隔离器5，偏振调制之后的第二路光信号经过光隔离器5入射到色散位移光纤6，其用于防止反向而来的受激布里渊散射的泵浦光进入偏振调制器4 ；一色散位移光纤6，其用于发生受激布里渊散射，即其接收经过光隔离器5后输出的第二路光信号，还接收从经偏振控制器16调节后经环形器7输出的对第一路光信号进行调制后得到的-1阶调制边带信号，所述对第一路光信号进行调制得到的-1阶调制边带信号作为受激布里渊散射的泵浦光信号，所述第二路光信号作为被色散位移光纤6进行受激布里渊散射的光，由于第二路光信号中包括偏振态相互垂直的光载波和-1阶调制边带，其在发生受激布里渊散射以后，其中的-1阶调制边带被受激布里渊散射矢量放大，进而所述第二路光信号中的-1阶调制边带的偏振方向旋转，旋转之后的第二路光信号中的-1阶调制边带信号将会与所述第二路光信号中的光载波发生相互作用，进而可以在光电探测器8中发生拍频而产生微波信号；此处需注意，当泵浦光的下变频布里渊增益谱不在-1阶探测光的波长位置处时，可以通过调整宽带微波源和光滤波器使强度调制之后的泵浦光信号的-1阶边带下变频的布里渊增益谱落在偏振调制的探测光信号的-1阶边带；一环形器7，其端口①与偏振控制器16的输出端口相连，端口②与6的输出端口相连，端口③与8的输入端口相连；用于将色散位移光纤6输出的探测光信号从端口②输出至端口③，而偏振控制器16输出的泵浦光信号则经过受激布里渊散射衰减后，同时经过光隔离器衰减，因此其将不会输入到偏振控制器4。一光电探测器8，其输入端口与环形器7的端口③相连，其电输出端口与9的输入端口相连，用于将环形器7输出的探测光信号转化为电信号，由于布里渊增益效应使探测光信号中的-1阶边带的偏振态旋转，根据矢量受激布里渊增益理论，偏振态旋转的大小与光信号的功率成正比，偏振态旋转之后，该偏振调制的探测光信号的光载波和-1阶边带在光电探本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种宽带可调谐单通带微波光子滤波器，包括：激光器，其用于提供连续光信号；光耦合器，其用于将所述连续光信号分为第一路光信号和第二路光信号；第一偏振调制器，其用于调制所述第一路光信号的偏振态，使其输出的光信号的载波和‑1阶边带的偏振态相互垂直，其调制后输出的光信号作为探测光信号；色散位移光纤，其用于在泵浦光信号的诱导下对所述探测光信号发生受激布里渊散射；光电探测器，其接收所述色散位移光纤输出的经过受激布里渊散射的探测光信号，使得其中的载波和‑1阶边带发生拍频而产生微波信号；矢量网络分析仪，其接收所述光电探测器输出的微波信号，并对其进行测量频率响应，同时其将所述微波信号输出至第一偏振调制器，作为其调制信号；强度调制器，其用于调制所述第一路光信号的偏振态，输出调制后的第一路光信号；光滤波器，其用于对所述调制后的第一路光信号进行滤波，仅剩下其中的‑1阶调制边带信号，作为所述泵浦光信号。
【技术特征摘要】
1.一种宽带可调谐单通带微波光子滤波器，包括: 激光器，其用于提供连续光信号； 光耦合器，其用于将所述连续光信号分为第一路光信号和第二路光信号； 第一偏振调制器，其用于调制所述第一路光信号的偏振态，使其输出的光信号的载波和-1阶边带的偏振态相互垂直，其调制后输出的光信号作为探测光信号； 色散位移光纤，其用于在泵浦光信号的诱导下对所述探测光信号发生受激布里渊散射； 光电探测器，其接收所述色散位移光纤输出的经过受激布里渊散射的探测光信号，使得其中的载波和-1阶边带发生拍频而产生微波信号； 矢量网络分析仪，其接收所述光电探测器输出的微波信号，并对其进行测量频率响应，同时其将所述微波信号输出至第一偏振调制器，作为其调制信号； 强度调制器，其用于调制所述第一路光信号的偏振态，输出调制后的第一路光信号； 光滤波器，其用于对所述调制后的第一路光信号进行滤波，仅剩下其中的-1阶调制边带信号，作为所述泵浦光信号。2.根据权利要求1所述的光子滤波器，其中，所述探测光信号在色散位移光纤中发生受激布里渊散射后，使得其中-1阶边带的偏振态发生旋转。3.根据权利要求1所述的光子滤波器，其中，所述泵浦光信号中-1阶边带下变频的布里渊增益谱与所述探测...
【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，王文亭，刘建国，祝宁华，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11
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