一种基于微波光子学的多通道白噪声信号源制造技术

本实用新型专利技术提出一种基于微波光子学的多通道白噪声信号源，包括1支增益光纤、光学波分复用器、泵浦源、光学隔离器、光学滤波器、光纤耦合器、光电探测器、电流电压转换器和电学放大器；增益光纤的两端分别连接一个光学波分复用器的一端，每个光学波分复用器的另一端依次连接1个光学隔离器、1个光学滤波器和1个光纤耦合器；每个光学波分复用器上连接泵浦源，泵浦源将泵浦光注入增益光纤中；增益光纤所产生自发辐射光依次通过光学隔离器输出到光学滤波器滤波后，通过光纤耦合器分束后进入光电探测器，电流电压转换器将光电探测器的输出电流转换为电压信号，电学放大器将输出电压信号放大到预定电压幅度作为白噪声信号输出。大到预定电压幅度作为白噪声信号输出。大到预定电压幅度作为白噪声信号输出。

【技术实现步骤摘要】
一种基于微波光子学的多通道白噪声信号源


[0001]本技术属光电子
，尤其涉及一种基于微波光子学的多通道白噪声信号源。

技术介绍

[0002]白噪声作为一种理想随机信号，具有均值为零、功率谱密度为非零常数的特点，在光通信、信号处理、线性系统分析与设计等领域具有极重要的地位。在科学研究和实际应用中，白噪声一般通过任意信号发生器或者商用的专用仪器设备获得。这些仪器设备虽然功能齐全，但是价格昂贵，体积和重量也较大，对于一些特殊的场合不太实用。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术问题，本技术提出了一种基于微波光子学的多通道白噪声信号源，所述的白噪声信号源包括1支增益光纤、2个光学波分复用器、2n个泵浦源、2个光学隔离器、2个光学滤波器、2个光纤耦合器、2m个光电探测器、2m个电流电压转换器和2m个电学放大器；
[0004]所述增益光纤的两端分别连接一个所述光学波分复用器的一端，每个所述光学波分复用器的另一端依次连接1个所述光学隔离器、1个所述光学滤波器和1个所述光纤耦合器；
[0005]每个所述光学波分复用器上连接n个所述泵浦源，所述泵浦源将泵浦光注入所述增益光纤中；
[0006]所述增益光纤所产生的自发辐射光依次通过所述光学隔离器输出到所述光学滤波器，经过所述光学滤波器滤波后，通过所述光纤耦合器分束后进入所述光电探测器，所述电流电压转换器将所述光电探测器响应的自发辐射光的输出电流转换为电压信号，所述电学放大器将所述电流电压转换器输出电压信号放大到预定电压幅度作为白噪声信号输出。
[0007]其中n≥1，m≥1，且m和n均为整数。
[0008]进一步的，所述增益光纤包括：单包层、双包层或三包层结构的纤芯掺稀土激活离子的有源光纤；
[0009]所述增益光纤的纤芯直径为3～200μm，所述增益光纤的纤芯数值孔径为0.06～0.12NA；所述增益光纤的内包层直径为125～1000μm，所述内包层数值孔径0.12～0.46NA。
[0010]进一步的，所述稀土激活离子包括：镱、铒、铥、钬。
[0011]进一步的，所述光学波分复用器、所述波分复用器、所述光学隔离器、所述光学滤波器、所述光纤耦合器和所述光电探测器均为带有光纤尾纤的器件，所述光学波分复用器、所述波分复用器、所述光学隔离器、所述光学滤波器、所述光纤耦合器和所述光电探测器之间的连接通过光纤尾纤之间的耦合完成。
[0012]进一步的，所述光纤尾纤之间的所述耦合包括：光纤焊接或者固定耦合器固定连接；相互连接的两根光纤尾纤的几何尺寸是匹配的。
[0013]进一步的，所述光学波分复用器包括：与所述增益光纤连接的光纤尾纤和与所述泵浦源相连接的光纤尾纤，其中，所述光学波分复用器与所述增益光纤连接的光纤尾纤几何尺寸与增益光纤(1)几何尺寸匹配，所述光学波分复用器与所述泵浦源连接的光纤尾纤几何尺寸与泵浦源的光纤尾纤几何尺寸匹配。
[0014]进一步的，所述泵浦源包括：光纤耦合半导体激光器、光纤激光器或者固体激光器；所述泵浦源的输出光纤尾纤与四所述光学波分复用器的泵浦光输入光纤端熔接；所述泵浦源的中心波长包括：915nm，940nm，976nm，1018nm。
[0015]进一步的，所述光学滤波器将所述增益光纤输出的自发辐射光束根据预设的滤波波段执行光谱滤波。
[0016]进一步的，所述光电探测器、所述电流电压转换器和所述电学放大器的工作频率带宽均大于所述光学滤波器的滤波带宽。
[0017]进一步的，当仅需要两路白噪声信号输出时，不使用所述光纤耦合器，光学滤波器直接与光电探测器连接。
[0018]本技术的微波光子学的多通道白噪声信号源，能够产生基于放大自发辐射的随机稳定光信号，从而获得大带宽、低成本、小体积和重量的白噪声源。
[0019]利用本技术的基于微波光子学的多通道白噪声信号源，可实现多路白噪声信号的同时产生，多通道输出的特性可简化系统结构、降低系统体积重量、节约系统成本。
[0020]利用本技术的基于微波光子学的多通道白噪声信号源，可以通过选用不同带宽或者不同中心波长的光学滤波器，实现不同特征白噪声源的输出，满足不同应用场合的需求。
附图说明
[0021]图1是本技术实施例的一种基于微波光子学的多通道白噪声信号源示意图。
[0022]图2是本技术实施例的一种改进型多通道白噪声信号源示意图。
具体实施方式
[0023]针对已有技术的不足，本技术提供了一种基于微波光子学的多通道白噪声信号源。在具有高增益的激光增益介质中，产生于自发辐射的超荧光光子将会被功率放大，这一过程被称为放大自发辐射(ASE)。与激光的受激辐射过程不同，由于ASE来源于自发辐射，光子与光子之间并没有相干性，所以ASE光源具有超宽的带宽以及超低时间相关性，产生的信号在时序上为平稳随机的光信号，具有与白噪声相同的特点。因此，本技术利用ASE光源的这些特性，结合相应的光电探测器和电流电压转换器，将ASE光源信号转换为电信号，便可获得一种体积小、重量轻、结构简单的白噪声源，可大大降低相关设备的成本。
[0024]以下结合附图对本技术的具体实施方式作出详细说明。
[0025]实施例1
[0026]一种基于微波光子学的多通道白噪声信号源，结构示意图如图1所示，包括增益光纤1、光学波分复用器2
‑
1，2
‑
2、泵浦源3
‑
1，3
‑
2、光学隔离器4
‑
1，4
‑
2、光学滤波器5
‑
1，5
‑
2、光电探测器6
‑
1，6
‑
2、电流电压转换器7
‑
1，7
‑
2、电学放大器8
‑
1，8
‑
2。
[0027]实施过程中，通过光纤熔接技术将泵浦源3
‑
1和3
‑
2、光学波分复用器2
‑
1和2
‑
2、隔
离器4
‑
1和4
‑
2以及光学滤波器5
‑
1，5
‑
2进行连接。泵浦光通过光学波分复用器2
‑
1和2
‑
2注入增益光纤1后，泵浦导致增益光纤1产生光子的自发辐射，自发辐射的光从增益光纤1的两端经过光学波分复用器输出。输出的自发辐射光信号分别通过光电探测器6
‑
1，6
‑
2，电流电压转换器7
‑
1，7
‑
2将光电探测器响应的电流转换为电压，电学放大器8
‑
1，8
‑
2将电流电压转换器7
‑
1，7
‑
2输出电学信号放大。输出的电学放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微波光子学的多通道白噪声信号源，其特征在于：所述白噪声信号源包括1支增益光纤、2个光学波分复用器、2n个泵浦源、2个光学隔离器、2个光学滤波器、2个光纤耦合器、2m个光电探测器、2m个电流电压转换器和2m个电学放大器；所述增益光纤的两端分别连接一个所述光学波分复用器的其中一端，每个所述光学波分复用器的另一端依次连接1个所述光学隔离器、1个所述光学滤波器和1个所述光纤耦合器；每个所述光学波分复用器上连接n个所述泵浦源，所述泵浦源将泵浦光注入所述增益光纤中；所述增益光纤所产生的自发辐射光依次通过所述光学隔离器输出到所述光学滤波器，经过所述光学滤波器滤波后，通过所述光纤耦合器分束后进入所述光电探测器，所述电流电压转换器将所述光电探测器响应的自发辐射光的输出电流转换为电压信号，所述电学放大器将所述电流电压转换器输出电压信号放大到预定电压幅度作为白噪声信号输出；其中n≥1，m≥1，且m和n均为整数。2.如权利要求1所述的信号源，其特征在于，所述增益光纤包括：单包层、双包层或三包层结构的纤芯掺稀土激活离子的有源光纤；所述增益光纤的纤芯直径为3～200μm，所述增益光纤的纤芯数值孔径为0.06～0.12NA；所述增益光纤的内包层直径为125～1000μm，所述内包层数值孔径0.12～0.46NA。3.如权利要求2所述的信号源，其特征在于，所述稀土激活离子包括：镱、铒、铥、钬。4.如权利要求1所述的信号源，其特征在于，所述光学波分复用器、所述波分复用器、所述光学隔离器、所述光学滤...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚小明，陈金宝，王鹏，王小林，张汉伟，杨保来，王泽锋，刘文广，史尘，周琼，周朴，许晓军，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：新型
国别省市：