[发明专利]基于级联全通滤波器的毫米波副载波光脉冲信号发生器

说明书

技术领域

本发明涉及基于级联全通滤波器的毫米波副载波光脉冲信号发生器。本发明可应用于光纤无线通信技术，微波光子学技术等工作中。

背景技术

随着移动通信技术的发展，人们对包括声音，数据，图像和影视等多媒体的需求也越来越迫切，为提高信息容量和通信速率，必须利用比微波更高频率的毫米波射频信号。Radio over Fiber(RoF)技术是一种微波通信和光通信相结合的技术，能解决通信系统信息容量和传输速率的问题。在这一技术中，基站与中心局之间的信息传输仍然采用光纤；在光纤中传送的光波是一个毫米波调制的光波，信息被载在毫米波副载波上。在基站上，光波被接收后转化为毫米波射频信号被发射出去。因此毫米波信号发生器在这一技术中是一个关键器件；尤其是因为基站数量巨大，低成本、高可靠性的毫米波发生器是研究开发的热点。

对毫米波副载波信号发生器的研究工作，已经有不少报道，提出了多种技术方案。在先技术之一[H.Schmuch，Comparison of optical millimeter-wavesystem concepts with regard to chromatic dispersion，Electron.Lett.，31(21)，p1848，1995]，提出从激光器输出的光波经过一个Mach-Zehnder调制器，携带传输信息的毫米波射频信号直接加载在Mach-Zehnder调制器上，这样输出的光波形成一个双边带调制的光学信号。在光学接收器上，每个边带与中心频率发生拍频，产生毫米波频段的射频信号。但是这种双边带调制的光学信号在光纤中传输时，色散效应对不同的频率成分产生不同的相位，使产生的两个拍频的射频信号具有不同的相位，以至射频信号功率随着传输距离和载波频率呈现周期性变化，影响射频信号传输。

在先技术之二[Ye Qing et al.，Generaion of millimeter-wave sub-carrieroptical pulse by using a Fabry-Perot interferometer，Chinese Optics Lett，5(1)，p8，2007]提出，利用超短脉冲激光器产生超短脉冲，入射通过Fabry-Perot干涉仪产生脉冲重复频率为毫米波频率的脉冲信号，然后通过光纤耦合器耦合进入光纤传输。此方法简单易行，但脉冲能量转化效率低。

发明内容

本发明的目的是针对上述在先技术存在的问题，提出一种基于级联全通滤波器的毫米波副载波信号发生器，该器件具有低成本，设计加工简单，能量转化效率高的特性。

本发明的技术解决方案如下：

一种基于级联全通滤波器的毫米波副载波光脉冲信号发生器，其特点在于由依次连接的具有准直耦合输出的超短脉冲光纤激光器、级联全通滤波器、光纤耦合器和传输光纤构成。

所述的级联全通滤波器是级联的GT腔滤波器，由两个平行设置的第一GT腔、第二GT腔和相对位置的调节机构构成，每一个GT腔由具有高反射率的高反射面和低反射率的低反射面包覆的具有一定厚度的平行平板介质所组成，所述的第一GT腔的低反射面和第二GT腔的低反射面相对且有一定距离和错位，以调节控制在两个GT腔级联的次数。

所述的GT腔的低反射面的低反射率的取值范围为0.5～0.382。

所述的第一GT腔或第二GT腔具有距离调节机构，在所述的调节机构的驱动下，改变所述的第二GT腔与第一GT腔之间的距离，调节级联的级次。

所述的第一GT腔具有腔面平移的调节机构，以改变第二GT腔与第一GT腔相对的错位而不改变二者之间的距离，调节级联的级次。

所述的级联全通滤波器是级联的光波导环行谐振器，其构成是在同一衬底上制备多个波导谐振腔，单个谐振腔由直波导和一个环形波导组成，两波导相切，在相切点处构成一个光波导耦合器，光波互相耦合，实现光波的分束传输，其分束比决定于直波导和圆波导在相切处的距离，和相切点延伸的长度。

本发明提出的基于级联全通滤波器的毫米波副载波光脉冲信号发生器，具有明显的优点和特点。与在先技术之一和类似技术相比，本发明提出的方案结构简单，系统稳定，易于设计制备和操作；与在先技术之二相比，本发明提出的方案能量利用效率高，脉冲串包络波形改善。

附图说明

图1是单个G-T腔产生脉冲串的示意图。

图2是单个光波导环光脉冲串的示意图。

图3是单个GT腔不同反射率时输出光脉冲串的包络波形图。