本发明专利技术一种扫频微波光子信号产生装置，包括泵浦源，泵浦源的输出接波分复用器的蓝端，波分复用器的共用端接增益光纤三的一端，增益光纤三的另一端接偏振分束器的入射端，偏振分束器的两个出射端分别连接光纤环形器一的1端口和光纤环形器二的1端口，光纤环形器一的2端口通过增益光纤一接反射端一，光纤环形器二的2端口通过增益光纤二接反射端二，光纤环形器一的3端口和光纤环形器二的3端口分别接输出耦合器的两个输入端，输出耦合器的输出端接波分复用器的红端，形成两个环形的谐振腔，其中增益光纤一的长度大于增益光纤二的长度。本发明专利技术可以实现微波信号的扫频输出，同时输出激光具有高的单色性。具有高的单色性。具有高的单色性。
【技术实现步骤摘要】
一种扫频微波光子信号产生装置与方法
[0001]本专利技术属于微波
，特别涉及一种扫频微波光子信号产生装置。
技术介绍
[0002]微波信号在探测、医疗、生物、通信等方面具有巨大的应用价值。借助于光学方法产生的微波信号在高频率、大带宽、低相噪等方面具有明显的优势，且装置易于光纤链路自然融合，因此受到大量的关注。目前有很多技术致力于微波光子信号的产生，例如双波长拍频、微波光子倍频、光电振荡器、光频梳等。双波长拍频法由于结构简单、频率范围大、可操作性强等优点被研究人员广泛关注，然而受限于光源的线宽和带宽，在产生可调谐微波信号时影响信号的相干性和扫频范围。因此，在微波光子领域，要同时保证信号的高相干性、宽调谐/扫频范围、低相位噪声并使得整套装置结构简单，易于操作是非常具有挑战性的难题。
技术实现思路
[0003]为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种扫频微波光子信号产生装置与方法，以期解决现有技术中存在双波长激光器产生微波光子信号中的低相干性、扫频范围窄的问题。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0005]一种扫频微波光子信号产生装置，包括泵浦源，所述泵浦源的输出接波分复用器的蓝端，所述波分复用器的共用端接增益光纤三的一端，增益光纤三的另一端接偏振分束器的入射端，偏振分束器的两个出射端分别连接光纤环形器一的1端口和光纤环形器二的1端口，所述光纤环形器一的2端口通过增益光纤一接反射端一，所述光纤环形器二的2端口通过增益光纤二接反射端二，所述光纤环形器一的3端口和光纤环形器二的3端口分别接输出耦合器的两个输入端，输出耦合器的输出端接所述波分复用器的红端，形成两个环形的谐振腔，其中增益光纤一的长度大于增益光纤二的长度。
[0006]在一个实施例中，所述光纤环形器一所在环形的谐振腔为谐振腔一，所述光纤环形器二所在环形的谐振腔为谐振腔二，所述谐振腔一稳定输出单频激光，所述谐振腔二谐振腔输出波长自扫单频光纤激光，两束输出激光在输出耦合器进行拍频产生扫频微波光子信号输出。
[0007]在一个实施例中，所述增益光纤一、增益光纤二和增益光纤三作为可饱和吸收体，光波在反射端一或反射端二的反射下在增益光纤一或增益光纤二中形成驻波结构，并形成动态光栅以实现激光频率自扫单频运转，反射端一或反射端二的带宽确定频率自扫的波长范围。
[0008]在一个实施例中，所述增益光纤一、增益光纤二和增益光纤三为掺杂光纤。
[0009]在一个实施例中，所述掺杂光纤为能够产生1μm附近激发光的掺镱光纤、1.6μm附近激发光的掺铒光纤或产生1.9μm附近激发光的掺铥光纤。
[0010]在一个实施例中，所述泵浦源、波分复用器、光纤环形器一、光纤环形器二、偏振分束器和输出耦合器的工作波长与各增益光纤的激发波长一致。
[0011]在一个实施例中，所述泵浦、波分复用器、光纤环形器一、光纤环形器二、偏振分束器、输出耦合器以及各增益光纤，相互之间的连接均为单模光纤连接。
[0012]在一个实施例中，所述反射端一和反射端二为光纤布拉格光纤、光纤Sagnac全反镜或光纤环形器。
[0013]在一个实施例中，所述光纤环形器一的2端口与增益光纤一之间设置有偏振控制器一，所述光纤环形器二的2端口与增益光纤二之间设置有偏振控制器二，所述偏振控制器一和所述偏振控制器二利用双折射效应控制各自腔内的驻波干涉状态以及损耗。
[0014]本专利技术还提供了一种扫频微波光子信号产生方法，基于1所述扫频微波光子信号产生装置实现，步骤如下：
[0015]泵浦源输出泵浦激光，由波分复用器引入增益光纤三，增益光纤三吸收泵浦光经过能级跃迁产生相应的宽带受激辐射光，经过偏振分束器分别输出两束偏振光；一束进入谐振腔一，通过光纤环形器一的1端口进入2端口，穿过增益光纤一，经反射端一反射再次通过增益光纤一进入光纤环形器一的2端口和3端口到达输出耦合器；另一束进入谐振腔二通过光纤环形器二的1端口进入2端口，穿过增益光纤二，经反射端二反射再次通过增益光纤二进入光纤环形器二的2端口和3端口到达输出耦合器；输出耦合器耦合两束偏振光并按照耦合比输出一部分光，其余的光将通过波分复用器重新进入增益光纤三进行放大，并再次执行光循环。
[0016]在一个实施例中，在所述光纤环形器一的2端口与增益光纤一之间设置偏振控制器一，在所述光纤环形器二的2端口与增益光纤二之间设置偏振控制器二；
[0017]谐振腔一中，控制偏振控制器一，在增益光纤一中形成稳定的超窄带动态诱导光栅，该光栅的中心波长与腔内运转的光波长保持一致，产生稳定的单波长单频激光；谐振腔二中，控制偏振控制器二，在增益光纤二中产生反射光谱与运转激光存在波长失谐量的动态诱导光栅，该光栅迫使谐振腔二产生稳定的波长自扫激光；所述稳定的单波长单频激光与稳定的波长自扫激光在耦合器中拍频产生扫频输出的微波信号。
[0018]与现有技术相比，本专利技术基于双波长拍频法提出了一种大范围可调微波光子信号产生方式，具有稳定性好、操作分析简便等优势。就装置系统本身而言，可以实现微波信号的扫频输出，同时输出激光具有高的单色性。光路简单、体积小、造价低。
附图说明
[0019]图1是本专利技术结构示意图。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和实施例详细说明本专利技术的实施方式。
[0021]如图1所示，本专利技术提供了一种扫频微波光子信号产生装置，主要包括泵浦源1、波分复用器2、三段增益光纤(增益光纤一31、增益光纤二32、增益光纤三33)、偏振分束器4、两个光纤环形器(光纤环形器一51、光纤环形器二52)、两个反射端(反射端一71、反射端二72)、输出耦合器8。以及，在需要时，还包括了两个偏振控制器(偏振控制器一61、偏振控制
器二62)。
[0022]其中，泵浦源1的输出接波分复用器2的蓝端，波分复用器2的共用端接增益光纤三33的一端，增益光纤三33的另一端接偏振分束器4的入射端，偏振分束器4的一个出射端连接光纤环形器一51的1端口，光纤环形器一51的2端口通过增益光纤一31接反射端一71，3端口接输出耦合器8的一个输入端，输出耦合器8的输出端接波分复用器2的红端，由此形成环形的谐振腔一，即图中的Cavity1。
[0023]另一方面，偏振分束器4的另一个出射端连接光纤环形器二52的1端口，光纤环形器二52的2端口通过增益光纤二32接反射端二72，3端口接输出耦合器8的另一个输入端，输出耦合器8的输出端接波分复用器2的红端，由此形成环形的谐振腔二，即图中的Cavity2。
[0024]Cavity1和Cavity2共用泵浦源1、波分复用器2、增益光纤三33、偏振分束器4以及输出耦合器8，光纤环形器一51和光纤环形器二52更改光波传播方向并提供高的光隔离度防止光波的反向传输。
[0025]在本专利技术中，增益光纤一31、增益光纤二32和增益光纤三33作为可饱和吸收体，光波从光纤环形器一51的1端口进入2端口，并本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种扫频微波光子信号产生装置，其特征在于，包括泵浦源(1)，所述泵浦源(1)的输出接波分复用器(2)的蓝端，所述波分复用器(2)的共用端接增益光纤三(33)的一端，增益光纤三(33)的另一端接偏振分束器(4)的入射端，偏振分束器(4)的两个出射端分别连接光纤环形器一(51)的1端口和光纤环形器二(52)的1端口，所述光纤环形器一(51)的2端口通过增益光纤一(31)接反射端一(71)，所述光纤环形器二(52)的2端口通过增益光纤二(32)接反射端二(72)，所述光纤环形器一(51)的3端口和光纤环形器二(52)的3端口分别接输出耦合器(8)的两个输入端，输出耦合器(8)的输出端接所述波分复用器(2)的红端，形成两个环形的谐振腔，其中增益光纤一(31)的长度大于增益光纤二(32)的长度，所述光纤环形器一(51)所在环形的谐振腔为谐振腔一，所述光纤环形器二(52)所在环形的谐振腔为谐振腔二。2.根据权利要求1所述扫频微波光子信号产生装置，其特征在于，所述谐振腔一稳定输出单频激光，所述谐振腔二谐振腔输出波长自扫单频光纤激光，两束输出激光在输出耦合器(8)进行拍频产生扫频微波光子信号输出。3.根据权利要求1或2所述扫频微波光子信号产生装置，其特征在于，所述增益光纤一(31)、增益光纤二(32)和增益光纤三(33)作为可饱和吸收体，光波在反射端一(71)或反射端二(72)的反射下在增益光纤一(31)或增益光纤二(32)中形成驻波结构，并形成动态光栅以实现激光频率自扫单频运转，反射端一(71)或反射端二(72)的带宽确定频率自扫的波长范围。4.根据权利要求3所述扫频微波光子信号产生装置，其特征在于，所述增益光纤一(31)、增益光纤二(32)和增益光纤三(33)为掺杂光纤。5.根据权利要求4所述扫频微波光子信号产生装置，其特征在于，所述掺杂光纤为能够产生1μm附近激发光的掺镱光纤、1.6μm附近激发光的掺铒光纤或产生1.9μm附近激发光的掺铥光纤。6.根据权利要求1所述扫频微波光子信号产生装置，其特征在于，所述泵浦源(1)、波分复用器(2)、光纤环形器一(51)、光纤环形器二(52)、偏振分束器(4)和输出耦合器(8)的工作波长与各增益光纤的激发波长一致。7.根据权利要求1或6所述扫频微波光子信号产生装置，其特征在于，所述泵浦...
【专利技术属性】
技术研发人员：王凯乐，王平，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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