[发明专利]基于SOA的交叉偏振调制效应的宽带移相器

说明书

技术领域

本发明属于微波光子学领域，具体涉及一种基于SOA(半导体光放大器)的交叉偏振调制效应的宽带移相器。

背景技术

移相器是一种通用的微波器件，在雷达与通信系统、微波仪器与测量系统方面得到广泛的关注与应用，它的优越性尤其体现在相控阵雷达中。移相器的主要功能是改变微波信号的相位，成为相控阵雷达中的关键器件之一。相控阵雷达实现了波束空间扫描无惯性、边扫描边跟踪与多目标跟踪等功能，从而大大提高了系统的精度与可靠性。

基于微波光子学的衍生的微波光子移相器近年来得到很多科研工作者的重视与关注，主要的技术方案有基于双平衡马赫-增德尔强度调制器的调制产生，基于双驱动强度调制器的调制产生等。然而，这种基于调制器产生的方案的调相速度慢，并且移相器的带宽受限于系统的电子器件的带宽的程度很大。

为了解决上述技术瓶颈，满足光控相控雷达中的需求，基于交叉偏振调制的光控微波移相器应运而生。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的是光控相控雷达中的微波光子移相器的移相带宽问题，传统的微波光子移相器带宽受限于光调制器调制带宽、光电探测器带宽等因素。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出一种交叉偏振调制效应的宽带移相器，包括激光源、微波源、偏振调制器、光放大器、可调谐光衰减器、第一偏振控制器、半导体光放大器、光带通滤波器、第二偏振控制器、光起偏器和光电探测器，其中，所述激光源用于产生并输出光信号；所述微波源用于产生并输出微波信号；所述偏振调制器用于接收所述激光源输出的光信号和微波源输出的微波信号，并对所述光信号进行两个垂直偏振态的相位调制；所述光放大器用于放大由所述偏振调制器调制后的光信号；所述可调谐光衰减器用于调谐所述由光放大器放大的光信号的功率，使该功率在一定范围内变化；所述第一偏振控制器用于控制所述由可调谐光衰减器输出的光信号的偏振态；所述半导体光放大器用于对所述第一偏振控制器输出的光信号进行交叉偏振调制；所述光带通滤波器用于对半导体光放大器输出的光信号进行滤波，输出光载波和正一阶边带；所述第二偏振控制器用于控制所述光载波与所述正一阶边带的偏振态，使所述光载波与所述正一阶边带的偏振态分别与所述光起偏器是成一夹角；所述光起偏器用于将所述光载波与所述正一阶边带投影到一个偏振方向上；所述光电探测器用于将所述光载波与所述正一阶边带的拍频信号转换为包含两者之间相位关系的电信号。

根据本发明的一种具体实施方式，所述偏振调制器对输入光信号存在调制系数相反的两个方向上的调制，调制后的光载波和一阶边带分布在垂直的两个偏振态上。

根据本发明的一种具体实施方式，所述光放大器放大光信号以满足输入到所述半导体光放大器中的光信号功率在该半导体光放大器的增益饱和区。

根据本发明的一种具体实施方式，所述光放大器是掺铒光纤。

根据本发明的一种具体实施方式，所述第一偏振控制器用于控制所述光载波的偏振态与所述半导体光放大器的偏振态的关系。

根据本发明的一种具体实施方式，经过所述半导体光放大器的交叉偏振调制，所述光信号输入的光载波与一阶边带分别对准所述半导体光放大器的慢轴和快轴。

(三)有益效果

本发明提出的基于SOA的交叉偏振调制效应的宽带移相器结构简单，通过光控实现了宽带微波光子移相，调相速度快。

附图说明

图1是基于SOA的交叉偏振调制效应的宽带移相器的结构示意图；

图2是基于SOA的交叉偏振调制效应的宽带移相器的偏振调制器偏振态以及SOA中偏振态示意图；

图3是基于SOA的交叉偏振调制效应的宽带移相器中的SOA的饱和增益曲线示意图；

图4是基于SOA的交叉偏振调制效应的宽带移相器的宽频率范围移相图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的基于SOA的交叉偏振调制效应的宽带移相器的结构示意图。如图1所示，该基于SOA的交叉偏振调制效应的宽带移相器包括激光源a、微波源b、偏振调制器c、光放大器d、可调谐光衰减器e、第一偏振控制器f、SOA(半导体光放大器)g、光带通滤波器h、第二偏振控制器i、光起偏器j、光电探测器k。

所述激光源a用于产生并输出光信号。

所述微波源b用于产生并输出微波信号。