一种基于单模双芯光纤产生可调微波信号的方法及装置制造方法及图纸

技术编号:21838271 阅读:24 留言:0更新日期:2019-08-10 20:12
本发明专利技术公开了一种基于单模双芯光纤产生可调微波信号的方法及装置,装置包括窄线宽激光器(1),第一光纤耦合器(2),光环形器(3),双向光放大器(4),扇入扇出器件(5),单模双芯光纤(6),温度控制装置(7),第二光纤耦合器(8),光电探测器(9)。将窄线宽激光器输出的激光分为两束,一束作为布里渊泵浦光,另一束作为本振光,布里渊泵浦光沿光路进入单模双芯光纤的第一纤芯,并在其中产生一阶斯托克斯光,一阶斯托克斯光沿光路进入到单模双芯光纤的第二纤芯,并在其中产生二阶斯托克斯光,二阶斯托克斯光与本振光在光电探测器发生拍频,调节单模双芯光纤的温度控制装置,可以拍频输出可调的微波信号。

A Method and Device for Generating Adjustable Microwave Signal Based on Single-mode and Dual-core Fiber

【技术实现步骤摘要】
一种基于单模双芯光纤产生可调微波信号的方法及装置
本专利技术涉及多芯光纤技术及微波光子技术,具体为一种采用单模双芯光纤产生可调微波信号的方法及装置。
技术介绍
微波是一种重要的无线传输媒介,在微波通信、卫星通信、雷达系统、射电天文、微波遥感及光纤无线通信等领域中都有广泛应用。应用需求的不断拓展以及随着光纤技术和微波技术的发展,使得光纤光子技术与微波技术逐渐融合并发展出一种新的微波光子技术并成为技术研究热点。为适应无线光波传输对高速数据微波载波信号源的需求,人们提出了各种获得了高频微波信号光学产生的方案。利用光纤受激布里渊散射产生高频微波信号的方案,如CN101247181B,利用多个一阶斯托克斯产生单元的串联,可以获得多阶布里渊频率微波信号的产生。CN201210341950利用多个布里渊频移单元或环形布里渊激光腔级联,产生多频带高频微波信号。上述利用光纤受激布里渊散射效应产生高频微波信号的方案,多段布里渊增益介质,采用比较繁琐的方式级联,系统结构复杂,调节也不方便。
技术实现思路
本专利技术巧妙地采用单模同质双芯光纤这一特种光纤作为布里渊散射介质,采用光外差方式,将产生的二阶斯托克斯光与本振光进行拍频获得微波信号。本专利技术提出的微波信号产生方法与装置为未来微波光子系统提供了一种结构简单、紧凑、成本低的全光纤结构微波源光学产生方案。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案:根据本专利技术提出的一种基于单模双芯光纤产生可调微波信号的方法及装置,其包括窄线宽激光器(1),第一光纤耦合器(2),光环形器(3),双向光放大器(4),扇入扇出器件(5),单模双芯光纤(6),温度控制装置(7),第二光纤耦合器(8),光电探测器(9)。本专利技术所述微波信号产生装置的连接关系是窄线宽激光器(1)的激光输出端口与第一光纤耦合器的公共端(21)相连,第一光纤耦合器的一个端口(22)与光环形器(3)的第一端口(31)相连,第一光纤耦合器的另一端口(23)与第二光纤耦合器的一个端口(83)相连,光环形器的第二端口(32)与双向光放大器(4)的输入端口相连,双向光放大器的输出端口与扇入扇出器件(5)的A端的第一单模光纤(51)相连,光环形器第三端口(33)与扇入扇出器件(5)的A端的第二单模光纤(52)相连,扇入扇出器件B端的两个单模纤芯分别与双芯光纤的两根单模纤芯(61)和(62)相连,环形器的第四端口(34)与第二光纤耦合器的一个端口(82)相连,第二光纤耦合器公共端(81)连接至光电探测器(9)。一种基于单模双芯光纤产生可调微波信号的方法及装置,其产生可调微波信号的步骤是:窄线宽激光器(1)的输出与第一光纤耦合器(2)的公共端(21)相连,经分束后的窄线宽激光分别从第一光纤耦合器的端口(22)和(23)输出用作布里渊泵浦光和本振光,布里渊泵浦光经光环形器第一端口(31)进入光放大器(3)进行放大,放大后经过扇入扇出器件(5)一端(A)的一个单模光纤(51)连接至B端对应的单模纤芯(53),然后被注入单模双芯光纤(6)的一根纤芯(61)中,当布里渊泵浦光功率放大到足够大时,将在纤芯61中发生受激布里渊散射产生一阶斯托斯克光;一阶斯托克斯光沿纤芯61背向传输,通过扇入扇出器件B端中的单模单芯53连接至A端中的单模光纤51后,先经双向光放大器放后再到达光环形器的第二端口(32),经第三端口(33)再通过扇入扇出器件A端的单模光纤(52)进入B端的单模纤芯(54)后,然后被注入到单模双芯光纤的另一根纤芯(62)中,当一阶斯托克光的功率足够时,将在纤芯62中发生受激布里渊散射,产生二阶斯托克斯光;二阶斯托克斯光沿纤芯62背向传输,经过扇入扇出器件的B端中的单模纤芯54连接至A端中的单模光纤52后从光环形器的第四端口(34)输出至第二光纤耦合器(8)的一个端口(82),第二光纤耦合器的另一个端口(83)接入第一光纤耦合器的一个端口(23)输出的本振光;本振光与二阶斯托克斯光经过第二光纤耦合器合束经公共端口(81)输出,输出的合束在光电探测器(9)上发生拍频,最后得到频率为两倍布里渊频率的微波信号,调节控制单模双芯光纤的温度控制装置(7),光电探测器输出的微波信号可连续可调。所述扇入扇出器件是普通单模光纤到单模双芯光纤的光纤连接器,其一端,即A端可以连接两根普通单模光纤,另一端即B端,有两个单模纤芯,可以分别连接至单模双芯光纤的两个纤芯。扇入扇出器件的双芯端的纤芯截面分布及芯径尺寸与双芯光纤的纤芯截面分布及芯径大小匹配一致。所述单模双芯光纤的两根纤芯为同质普通单模光纤芯,且二者布里渊频移值相同,布里渊频移温度系数相同。图1为一种基于单模双芯光纤产生可调微波信号的装置结构示意图。本专利技术的有益效果和创新之处:巧妙地采用一段单模双芯光纤作为一阶和二阶受激布里渊增益介质,获得二阶斯托克斯光与本振光拍频,通过全光纤结构实现两倍布里渊频率微波信号的光学产生,微波信号的调谐通过调节单模双芯光纤的温度控制装置实现。本专利技术所述装置成本低,结构简单,容易实现,便于系统集成。附图说明图中的附图标记解释为:1-窄线宽激光器,2-第一光纤耦合器,3-光环形器,4-双向光放大器,5-扇入扇出器件,6-单模双芯光纤,7-温度控制装置,8-第二光纤耦合器,9-光电探测器,21-第一光纤耦合器公共端,22-第一光纤耦合器第一端口,23-第一光纤耦合器的第二端口,31-光环形器的第一端口,32-光环形器的第二端口,33-光环形器的第三端口,34-光环形器第四端口,51-扇入扇出器件A端的一根单模光纤,52-扇入扇出器件A端的另一根单模光纤,53-扇入扇出器件B端的一根单模纤芯,54-扇入扇出器件B端的另一根单模纤芯,61-单模双芯光纤的一根纤芯,62-单模双芯光纤的另一根纤芯,81-第二光纤耦合器公共端,82-第二光纤耦合器第一端口,83-第二光纤耦合器的第二端口。具体实施方式如图1所示连接好装置的光路图;具体步骤为:将窄线宽激光器(1)的输出与第一光纤耦合器(2)的公共端(21)相连,经分束后的窄线宽激光分别从第一光纤耦合器的端口(22)和(23)输出用作布里渊泵浦光和本振光,布里渊泵浦光经光环形器第一端口(31)进入光放大器(3)进行放大,放大后经过扇入扇出器件(5)一端(A)的一个单模光纤(51)连接至B端对应的单模纤芯(53),然后被注入单模双芯光纤(6)的一根纤芯(61)中,当布里渊泵浦光功率放大到足够大时,将在纤芯61中发生受激布里渊散射产生一阶斯托斯克光;一阶斯托克斯光沿纤芯61背向传输,通过扇入扇出器件B端中的单模单芯53连接至A端中的单模光纤51后,先经双向光放大器放后再到达光环形器的第二端口(32),经第三端口(33)再通过扇入扇出器件A端的单模光纤(52)进入B端的单模纤芯(54)后,然后被注入到单模双芯光纤的另一根纤芯(62)中,当一阶斯托克光的功率足够时,将在纤芯62中发生受激布里渊散射,产生二阶斯托克斯光;二阶斯托克斯光沿纤芯62背向传输,经过扇入扇出器件的B端中的单模纤芯54连接至A端中的单模光纤52后从光环形器的第四端口(34)输出至第二光纤耦合器(8)的一个端口(82),第二光纤耦合器的另一个端口(83)接入第一光纤耦合器的一个端口(23)输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单模双芯光纤产生可调微波信号的方法及装置,其特征在于该微波信号产生的装置包括窄线宽激光器(1),第一光纤耦合器(2),光环形器(3),双向光放大器(4),扇入扇出器件(5),单模双芯光纤(6),温度控制装置(7),第二光纤耦合器(8),光电探测器(9)。

【技术特征摘要】
1.一种基于单模双芯光纤产生可调微波信号的方法及装置,其特征在于该微波信号产生的装置包括窄线宽激光器(1),第一光纤耦合器(2),光环形器(3),双向光放大器(4),扇入扇出器件(5),单模双芯光纤(6),温度控制装置(7),第二光纤耦合器(8),光电探测器(9)。2.一种基于单模双芯光纤产生可调微波信号的方法及装置,其特征在于该微波信号产生方法为:窄线宽激光器(1)的输出与第一光纤耦合器(2)的公共端(21)相连,经分束后从第一端口(22)和第二端口(23)输出分别用作布里渊泵浦光和本振光,布里渊泵浦光经光环形器(3)第一端口(31),第二端口(32)后进入双向光放大器(4)进行功率放大,然后通过扇入扇出器件(5)的A端的第一单模光纤(51),进入B端对应的第一单模纤芯(53)中,最后被注入单模双芯光纤(6)的第一纤芯(61)中,当布里渊泵浦光功率超过布里渊阈值以上时,在第一纤芯中发生受激布里渊散射,产生一阶斯托克斯光;一阶斯托克斯光沿第一纤芯背向传输,从扇入扇出器件B端中的第一单模纤芯到A端中的第一单模光纤后到达光环形器的第二端口,然后输入双向光放大器进行功率放大,放大的一阶斯托克斯光经光环形器的第二端口和第三端口由扇入扇出器...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐荣辉张文涛苑立波滕传新邓洪昌
申请(专利权)人:桂林电子科技大学
类型:发明
国别省市:广西,45

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