集成光子频率转换器和混频器制造技术

本发明专利技术涉及集成光子频率转换器和混频器。提出用于电光调制的系统和方法。第一光信号和第二光信号光耦合以产生在两个信号路径中传播的本振信号。在第一信号路径和第二信号路径中的本振信号与射频电信号进行电光相位调制，以分别产生第一相位调制光信号和第二相位调制光信号。该第一相位调制光信号和该第二相位调制光信号光耦合以产生强度调制信号，该强度调制信号包括由本振信号的本振频率混频的射频电信号频率的RF频率。

【技术实现步骤摘要】
集成光子频率转换器和混频器
本专利技术的实施例总体上涉及频率转换器和混频器。更具体地，本专利技术的实施例涉及光电频率转换器和混频器。
技术介绍
射频(RF)转换需要RF源和本地振荡器。目前的电子混频器典型地采用RF发生器作为本地振荡器。许多系统(如介质谐振器)需要低相位噪声源。电子混频通常使用基于芯片的电路来实现。当由于大的倍增因子，本振频率是10GHz以上时，基于芯片的电路的缺点是高相位噪声。
技术实现思路
提出用于电光调制的系统和方法。第一光信号和第二光信号被光耦合以产生在包括第一信号路径和第二信号路径的两个信号路径中传播的本振信号。在第一信号路径和第二信号路径中的本振信号使用射频电信号进行电光相位调制，以分别产生第一相位调制光信号和第二相位调制光信号。第一相位调制光信号和第二相位调制光信号被光耦合以产生强度调制信号，该强度调制信号包括由本振信号的本振频率混频的射频电信号的RF频率。以这种方式，RF振荡器和混频器将用于现代RF系统的两个重要功能集成到一个单一的光子器件来扩展器件的功能性并减少尺寸和重量。在一个实施例中，一种用于电光外差的方法光耦合第一光信号和第二光信号以产生在包括第一信号路径和第二信号路径的两个信号路径中传播的本振信号。该方法进一步使用射频电信号电光相位调制在第一信号路径和第二信号路径中的本振信号，以分别产生第一相位调制光信号和第二相位调制光信号。该方法进一步光耦合第一相位调制光信号和第二相位调制光信号以产生强度调制信号，该强度调制信号包括由本振信号的本振频率混频的射频电信号的RF频率。在另一个实施例中，一种用于电光外差的系统，该系统包括：第一光耦合器、第一电光调制器、第二电光调制器以及第二光耦合器。该第一光耦合器被配置为光耦合第一光信号和第二光信号，以产生在包括第一信号路径和第二信号路径的两个信号路径中传播的本振信号。第一电光调制器被配置为使用射频电信号电光调制在第一信号路径中的本振信号以产生第一相位调制光信号。第二电光调制器被配置为使用射频电信号电光调制在第二信号路径中的本振信号以产生第二相位调制光信号。第二光耦合器被配置为光耦合第一相位调制光信号和第二相位调制光信号以产生强度调制信号，该强度调制信号包括由本振信号的本振频率混频的射频电信号的RF频率。在另外的实施例中，一种用于产生电光调制器的方法配置第一光调制器以使用射频电信号电光调制在第一信号路径中的RF级输入光信号来产生第一RF级相位调制光信号。该方法进一步配置第二光调制器以使用射频电信号电光调制在第二信号路径中的RF级输入光信号来产生第二RF级相位调制光信号。该方法进一步配置RF级光耦合器以光耦合第一RF级相位调制光信号和第二RF级相位调制光信号来产生在第一信号路径和第二信号路径中的包括射频电信号的频率的强度调制输出信号。另外，本专利技术包括根据以下条款的实施例：条款1——一种用于电光外差的方法，该方法包括：光耦合第一光信号和第二光信号以产生在包括第一信号路径和第二信号路径的两个信号路径中传播的本振信号；使用射频电信号电光相位调制在所述第一信号路径和所述第二信号路径中的所述本振信号，以分别产生第一相位调制光信号和第二相位调制光信号；以及光耦合所述第一相位调制光信号和所述第二相位调制光信号以产生强度调制信号，所述强度调制信号包括由所述本振信号的本振频率混频的射频电信号频率的RF频率。条款2——根据条款1所述的方法，还包括：产生所述强度调制信号作为在所述第一信号路径中的第一强度光信号和在所述第二信号路径中的第二强度光信号；以及光检测所述第一强度光信号作为第一电信号；光检测所述第二强度光信号作为第二电信号；以及组合所述第一电信号和所述第二电信号以产生输出信号。条款3——根据条款2所述的方法，还包括抑制所述第一电信号和所述第二电信号的共模以产生所述输出信号。条款4——根据条款1所述的方法，还包括：控制第一激光器以产生所述第一光信号；以及控制第二激光器以产生所述第二光信号。条款5——根据条款4所述的方法，还包括：通过电流调谐所述第一激光器和所述第二激光器中的一个或两个；以及产生超过频率范围的所述本振信号，而不使用射频合成器。条款6——根据条款1所述的方法，还包括：控制激光器以产生光信号；以及使用外部信号光电光相位调制所述光信号，以产生所述第一光信号和所述第二光信号。条款7——根据条款1所述的方法，还包括由所述第一光信号和所述第二光信号的外差来产生所述本振信号。条款8——根据条款1所述的方法，还包括产生输出信号，同时提供所述本振信号和所述射频电信号的高度隔离。条款9——根据条款8所述的方法，还包括最小化所述输出信号的所述本振信号和所述射频电信号的信号泄漏。条款10——一种用于电光频率转换和混频的系统，所述系统包括：第一光耦合器，其被配置为光耦合第一光信号和第二光信号，以产生分别在包括第一信号路径和第二信号路径的两个信号路径中传播的本振信号；第一电光调制器，其被配置为使用射频电信号电光调制在所述第一信号路径中的所述本振信号以产生第一相位调制光信号；第二电光调制器，其被配置为使用所述射频电信号电光调制在所述第二信号路径中的所述本振信号以产生第二相位调制光信号；以及第二光耦合器，其被配置为光耦合所述第一相位调制光信号和所述第二相位调制光信号以产生强度调制信号，所述强度调制信号包括由所述本振信号的本振频率混频的所述射频电信号的射频。条款11——根据条款10所述的系统，还包括：第一激光器，其被配置为产生所述第一光信号；以及第二激光器，其被配置为产生所述第二光信号。条款12——根据条款10所述的系统，还包括：激光器，其被配置为产生激光光信号；以及第三和第四光调制器，其光耦合到所述第一光耦合器，并且被配置为使用外部本振信号电光调制所述激光光信号，以产生所述第一光信号和所述第二光信号。条款13——根据条款10所述的系统，还包括：所述第一信号路径，其被配置为引导所述强度调制信号作为第一强度光信号；所述第二信号路径，其被配置为引导所述强度调制信号作为第二强度光信号；光检测器，其被配置为：光检测所述第一强度光信号作为第一电信号；光检测所述第二强度光信号作为第二电信号；以及组合所述第一电信号和所述第二电信号以产生输出信号。条款14——根据条款13所述的系统，其中所述光检测器进一步被配置为抑制所述第一电信号和所述第二电信号的共模以产生所述输出信号。条款15——一种用于产生电光调制器的方法，所述方法包括：配置第一光调制器以使用射频电信号电光调制在第一信号路径中的RF级输入光信号，从而产生第一RF级相位调制光信号；配置第二光调制器以使用所述射频电信号电光调制在第二信号路径中的RF级输入光信号，从而产生第二RF级相位调制光信号；以及配置RF级光耦合器以光耦合所述第一RF级相位调制光信号和所述第二RF级相位调制光信号，从而产生在所述第一信号路径和所述第二信号路径中的包括所述射频电信号的频率的强度调制输出信号。条款16——根据条款15所述的方法，还包括：配置第一激光器以产生第一光信号；配置第二激光器以产生第二光信号；以及配置RF级输入光耦合器以光耦合所述第一光信号和所述第二光信号从而产生所述RF级输入光信号，所述RF级输入光信号包括在包括所述第一信号路径和所述第二信号路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电光外差的方法，所述方法包括：光耦合第一光信号和第二光信号以产生在包括第一信号路径和第二信号路径的两个信号路径中传播的本振信号；使用射频电信号电光相位调制在所述第一信号路径和所述第二信号路径中的所述本振信号，以分别产生第一相位调制光信号和第二相位调制光信号；以及光耦合所述第一相位调制光信号和所述第二相位调制光信号以产生强度调制信号，所述强度调制信号包括由所述本振信号的本振频率混频的射频电信号频率的RF频率。

【技术特征摘要】
2013.07.01 US 13/932,0161.一种用于电光外差的方法，所述方法包括：光耦合第一光信号和第二光信号以产生在包括第一信号路径和第二信号路径的两个信号路径中传播的本振信号；使用射频电信号电光相位调制在所述第一信号路径和所述第二信号路径中的所述本振信号，以分别产生第一相位调制光信号和第二相位调制光信号；以及光耦合所述第一相位调制光信号和所述第二相位调制光信号以产生强度调制信号，所述强度调制信号包括由所述本振信号的本振频率混频的射频电信号的RF频率；其中产生所述强度调制信号作为所述第一信号路径中的第一强度光信号和所述第二信号路径中的第二强度光信号；光检测所述第一强度光信号作为第一电信号；光检测所述第二强度光信号作为第二电信号；组合所述第一电信号和所述第二电信号以产生输出信号；以及抑制所述第一电信号和所述第二电信号的共模以产生所述输出信号。2.根据权利要求1所述的方法，还包括：控制第一激光器以产生所述第一光信号；以及控制第二激光器以产生所述第二光信号。3.根据权利要求2所述的方法，还包括：通过电流调谐所述第一激光器和所述第二激光器中的一个或两个；以及产生超过频率范围的所述本振信号，而不使用射频合成器，其中该频率范围为MHz至THz，覆盖包括K频段至W频段的高频率。4.根据权利要求1所述的方法，还包括：控制激光器以产生光信号；以及使用外部信号光电相位调制所述光信号，以产生所述第一光信号和所述第二光信号。5.根据权利要求1所述的方法，还包括由所述第一光信号与所述第二光信号的外差来产生所述本振信号。6.根据权利要求1所述的方法，还包括产生所述输...

【专利技术属性】
技术研发人员：Y·石，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US