一种16倍频无锁相双激光源多波段稳频信号发生装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种16倍频无锁相双激光源多波段稳频信号发生装置，该装置包括：激光器本振源同步控制器、波长可调谐的第一激光器和第二激光器、频率可调谐的本振源、第一IQ调制器、电移相器、第二IQ调制器、第二端口内置光栅的环形器、第一光电探测器、电带通滤波器、强度调制器、色散补偿器和第二光电探测器。本发明专利技术的16倍频无锁相双激光源多波段稳频信号发生装置，可利用双光源外部调制倍频结构实现倍频因子为16、不受非相干光源相位噪声的影响、频率可跨波段调谐且功率能够自发增强的射频信号生成，特别适用于移动通信、雷达测量、车船防撞、地形测绘、射频天文、卫星广播等领域。卫星广播等领域。卫星广播等领域。

【技术实现步骤摘要】
without an optical filter.Optics Communications,2015.354:p.40
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47.”，“An optical millimeter
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wave generation scheme based on two parallel dual
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parallel Mach
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Zehnder modulators and polarization multiplexing.Journal of Modern Optics,2015.62(18):p.1502
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1509”，“A Filterless Optical Millimeter
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Wave Generation based on Frequency 16
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tupling,in Asia Communications and Photonics Conference2013,Beijing,p.AF3B.4”均采用这种结构实现了16倍频射频信号生成。
[0004]然而，采用单光源外部调制倍频结构获取射频信号无法回避因采用单一光载波激发高阶光边带导致的能量大幅损失问题，所生成的射频信号功率往往不高，一般需要配合光放大器件以提升最终射频信号功率。为此，中国专利CN201310142262.7以及文献“D
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band millimeter
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wave generator based on afrequency 16
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tupling feed
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forward modulation technique.Optical Engineering,2013.52(7):p.076104”提出了基于双光源外部调制倍频结构的16倍频射频信号生成方法，双载波的使用可有效改善所生成射频信号功率不高的问题并且在这种方法下所生成射频信号频率稳定且不受非相干光源相位噪声的影响。令人遗憾的是，基于双光源外部调制倍频结构的频射频信号生成方法采用二次调制结构且存在内置滤波器件，器件有限的带宽与响应频率会限制所生成射频信号的频率调谐特性，进而降低整个系统的灵活性和适用范围。
[0005]因此，如果能够在双光源外部调制倍频结构下获得较高倍频因子、不受非相干光源相位噪声的影响、频率可跨波段调谐且功率能够自发增强的射频信号，则将能够同时解决上述两种结构所存在问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种16倍频无锁相双激光源多波段稳频信号发生装置，以解决在RoF系统中，采用单光源外部调制倍频结构实现射频信号生成由于使用单一光载波激发高阶光边带导致能量大幅损失，所生成的射频信号功率往往不高，一般需要配合光放大器件以提升最终射频信号功率；采用双光源外部调制倍频结构实现射频信号生成由于使用二次调制结构且存在内置滤波器件，器件有限的带宽与响应频率会限制所生成射频信号的频率调谐特性，进而降低整个系统的灵活性和适用范围的技术问题。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：
[0008]一种16倍频无锁相双激光源多波段稳频信号发生装置，包括：激光器本振源同步控制器、波长可调谐的第一激光器和第二激光器、频率可调谐的本振源、第一IQ调制器、电移相器、第二IQ调制器、第二端口内置光栅的环形器、第一光电探测器、电带通滤波器、强度调制器、色散补偿器以及第二光电探测器；
[0009]所述激光器本振源同步控制器的三个控制端口分别与所述第一激光器的波长调节端口、第二激光器的波长调节端口及本振源的频率调谐端口连接；所述第一激光器和第二激光器的输出端连接所述第一IQ调制器的光输入端；所述本振源的输出端分别连接所述第一IQ调制器的电输入端和电移相器的输入端；所述第一IQ调制器的输出端连接所述第二IQ调制器的光输入端；所述电移相器的输出端连接所述第二IQ调制器的电输入端，所述第二IQ调制器的输出端连接所述环形器的第一端口，所述环形器8的第二端口连接所述强度调制器的光输入端，所述环形器的第三端口连接所述第一光电探测器的输入端；所述第一
光电探测器的输出端连接所述电带通滤波器的输入端，所述电带通滤波器的输出端连接所述强度调制器的电输入端，所述强度调制器的输出端连接所述色散补偿器的输入端，所述色散补偿器的输出端连接所述第二光电探测器的输入端。
[0010]进一步地，初始状态下所述第一激光器与所述第二激光器输出光载波波长间隔乘以125减去8倍所述本振源输出驱动信号频率大于所述第一光电探测器的最低可探测频率，同时大于所述强度调制器的最低可响应驱动信号频率，同时小于所述环形器的光栅带宽，同时小于所述电带通滤波器的带宽。
[0011]进一步地，所述第一IQ调制器与所述第二IQ调制器的结构相同，均为在马赫曾德尔调制器的平行上下臂分别集成一个马赫曾德尔调制器。
[0012]进一步地，所述第一IQ调制器集成于上下两臂的马赫曾德尔调制器偏置于最大传输点的同时被集成的马赫曾德尔调制器偏执于最小传输点；
[0013]所述第二IQ调制器集成于上下两臂的马赫曾德尔调制器偏置于最大传输点的同时被集成的马赫曾德尔调制器偏执于最小传输点。
[0014]进一步地，所述本振源用于向所述第一IQ调制器和所述第二IQ调制器提供射频驱动信号；其中，所述第一IQ调制器集成于上下两臂的马赫曾德尔调制器射频驱动信号相位差为π/2；所述第二IQ调制器集成于上下两臂的马赫曾德尔调制器射频驱动信号相位差为π/2。
[0015]进一步地，所述电移相器提供相位偏移为π/4。
[0016]进一步地，当所述激光器本振源同步控制器控制所述第一激光器与所述第二激光器的输出光载波波长间隔与所述本振源输出驱动信号频率，按照所述输出光载波波长间隔变化量等于8乘以输出所述驱动信号频率变化量除以125的变化规则进行变化时，所述第二光电探测器输出信号频率变化量等于16乘以所述本振源输出驱动信号频率变化量，在所述变化规则基础上不断提升所述本振源输出驱动信号频率，即可实现所述第二光电探测器输出信号频率跨波段调谐。
[0017]进一步地，所述色散补偿器用于控制所述第二光电探测器输入端光信号所含两对等间隔相干光边带的相位，进而控制两对等间隔相干光边带光电转换后所生成的同频信号叠加过程，从而实现对生成信号功率的调谐与自发增强。
[0018]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
[0019]本专利技术的双激光源多波段稳频信号发生装置可利用双光源外部调制倍频结构实现倍频因子为16、不受非相干光源相位噪声的影响、频率可跨波段调谐且功率能够自发增强的射频信号生成，解决了在RoF系统中，采用单光源外部调制倍频结构实现射频信号生成由于使用单一光载波激发高阶光边带导致能量大幅损失，生成的射频信号功率往往不高，一般需要配合光放大器件以提升最终射频信号功率；采用双光源外部调制倍频结构实现射频信号生成由于使用二次调制结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种16倍频无锁相双激光源多波段稳频信号发生装置，其特征在于，所述16倍频无锁相双激光源多波段稳频信号发生装置包括：激光器本振源同步控制器、波长可调谐的第一激光器和第二激光器、频率可调谐的本振源、第一IQ调制器、电移相器、第二IQ调制器、第二端口内置光栅的环形器、第一光电探测器、电带通滤波器、强度调制器、色散补偿器以及第二光电探测器；其中，所述激光器本振源同步控制器的三个控制端口分别与所述第一激光器的波长调节端口、第二激光器的波长调节端口及本振源的频率调谐端口连接；所述第一激光器和第二激光器的输出端连接所述第一IQ调制器的光输入端；所述本振源的输出端分别连接所述第一IQ调制器的电输入端和电移相器的输入端；所述第一IQ调制器的输出端连接所述第二IQ调制器的光输入端；所述电移相器的输出端连接所述第二IQ调制器的电输入端，所述第二IQ调制器的输出端连接所述环形器的第一端口，所述环形器8的第二端口连接所述强度调制器的光输入端，所述环形器的第三端口连接所述第一光电探测器的输入端；所述第一光电探测器的输出端连接所述电带通滤波器的输入端，所述电带通滤波器的输出端连接所述强度调制器的电输入端，所述强度调制器的输出端连接所述色散补偿器的输入端，所述色散补偿器的输出端连接所述第二光电探测器的输入端。2.如权利要求1所述的16倍频无锁相双激光源多波段稳频信号发生装置，其特征在于，初始状态下所述第一激光器与所述第二激光器输出光载波波长间隔乘以125减去8倍所述本振源输出驱动信号频率大于所述第一光电探测器的最低可探测频率，同时大于所述强度调制器的最低可响应驱动信号频率，同时小于所述环形器的光栅带宽，同时小于所述电带通滤波器的带宽。3.如权利要求1所述的16倍频无锁相双激光源多波段稳频信号发生装置，其特征在于，所述第一IQ调制器与所述第二IQ调制器的结构相同，均为在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏尧，陈怡瑾，陈丹阳，王建萍，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：