[发明专利]基于光控非线性环形镜的微波脉冲信号产生装置

说明书

技术领域

本发明属于微波光子学技术领域，是一种利用光控技术产生任意波形的技术，具体地是一种基于光控非线性环形镜产生相位以及占空比可调谐微波脉冲信号的装置。

背景技术

近几年，基于光子技术产生任意波形的微波信号吸引了广泛的关注，其中包括现代雷达和天线、射频通信系统、电子测试系统、电子对抗系统、以及全光信号处理和操纵等领域，微波技术与光子技术相互融合成为科技进步的必然趋势。利用光子技术产生微波信号克服了传统技术利用电子技术产生微波信号的局限，其中，频率向时间映射是光子技术产生任意波形的微波信号的一项关键技术。频率向时间映射产生任意波形的微波信号已经积累了广泛的研究基础，但是，截止到目前并未有基于全光技术产生相位以及占空比可调谐的微波脉冲信号的技术。

综上所述，为了填补相关领域的技术空缺，本发明提出一种利用光控非线性环形镜产生相位以及占空比可调谐的微波脉冲信号。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于光控非线性环形镜产生相位以及占空比可调谐的微波脉冲信号的装置，以克服传统电子学方法在带宽、重量、体积、电磁干扰等方面的劣势，并突破电子技术产生高频任意波形微波脉冲信号的瓶颈。

为达到上述目的，本发明提供了一种基于光控非线性环形镜的微波脉冲信号产生装置，该装置包括：锁模脉冲激光器、第一强度调制器、第一码型发生器、第一光耦合器、第一偏振控制器、第二光耦合器、第二偏振控制器、可调光衰减器、光放大器、窄线宽激光器、半导体光放大器、第三偏振控制器、保偏光纤、第四偏振控制器、光带通滤波器、色散元件、光电探测器、采样示波器、信号源分析仪、第二码型发生器、第二强度调制器，其中：

所述锁模脉冲激光器用于向强度调制器提供脉冲光信号；

所述第一码型发生器用于向所述强度调制器输出电脉冲信号，作为调制信号；

所述第一强度调制器用于根据所述调制信号调节所述锁模脉冲激光器输出的脉冲光信号的占空比，并将调节占空比之后的光信号发送给所述第一光耦合器；

所述第一光耦合器用于将接收到的光信号分为两束，以形成环形镜，所述第一光耦合器的输出输入至所述光带通滤波器；

所述第一偏振控制器用于改变顺时针传输的光信号的偏振态，以使其在所述半导体光放大器中发生的相移最大；

所述窄线宽激光器用于产生发生非线性相移的泵浦光信号；

所述第二码型发生器用于产生高速的电脉冲信号作为强度调制信号；

所述第二强度调制器用于根据所述强度调制信号对于所述窄线宽激光器输出的泵浦光信号进行强度调制；

所述光放大器用于对所述窄线宽激光器输出的泵浦光信号进行功率放大；

所述可调光衰减器用于所接收到的泵浦光信号的功率进行细调节；

所述第二偏振控制器用于调节所接收到的泵浦光信号的偏振态，以使其在所述半导体光放大器中发生的相移最大；

所述第二光耦合器用于将泵浦光信号和顺时针方向传输的光信号同向入射到所述半导体光放大器中；

所述半导体光放大器用于将顺时针方向传输的光信号相对于逆时针方向传输的光信号产生一定的相移；

所述第三偏振控制器用于调节顺时针传输的光信号的偏振态，以调节所述保偏光纤产生的光滤波器的周期；

所述保偏光纤用于传输光信号，并产生具有一定自由光谱范围的光滤波器；

所述第四偏振控制器用于调节逆时针传输的光信号的偏振态，以调节所述保偏光纤产生的光滤波器的周期；

所述光带通滤波器用于滤除所接收到的光信号中的泵浦光信号；

所述色散元件用于实现光信号频率向时间的映射，以产生微波脉冲信号；

所述光电探测器用于对于光信号进行光电转换，得到微波信号；

所述采样示波器用于测量产生的微波信号，观测产生的微波信号的时域波形；

所述信号源分析仪用于测量产生的微波信号的频谱。

其中，所述第一码型发生器与所述锁模脉冲激光器同步。

其中，所述脉冲光信号的占空比取决于第一码型发生器输出的调制信号的频率。

其中，所述第一光耦合器为2×2耦合器，所述第二光耦合器为1×2耦合器。

其中，所述锁模脉冲激光器为半导体激光器或光纤激光器。

其中，所述第一偏振控制器、第二偏振控制器、第三偏振控制器和第四偏振控制器为光纤结构的偏振控制器、波导结构的偏振控制器或空间结构的偏振控制器。

其中，所述窄线宽激光器为半导体激光器或光纤激光器。