[发明专利]频率可调谐无本振相位编码信号光学产生装置及方法

权利要求书

1.一种频率可调谐无本振相位编码信号光学产生装置，其特征在于：该装置包括可调谐激光器、偏振复用双平行马赫-曾德尔调制器即DP-QPSK调制器、光放大器、偏振控制器、偏振分束器、光环形器、相移光纤布拉格光栅即PS-FBG、单模光纤、第一光电探测器、电放大器、第一电耦合器、第二电耦合器、编码信号发生器、直流电源及第二光电探测器；所述DP-QPSK调制器内集成了两个子双平行马赫-曾德尔调制器即DP-MZM，两个子DP-MZM输出的光信号经过正交偏振复用耦合在一起在DP-QPSK调制器的输出端输出，子DP-MZM由一个主马赫-曾德尔调制器即主MZM和两个子MZM组成；所述DP-QPSK调制器设置在可调谐激光器的出射光路上；DP-QPSK调制器的输出端与光放大器的输入端连接，光放大器的输出端与偏振控制器的输入端连接，偏振控制器的输出端与偏振分束器的输入端连接；偏振分束器的一个输出端与光环形器的1口连接，光环形器的2口与PS-FBG输入端口连接，光环形器的3口与一段单模光纤连接；单模光纤的另一端与第一光电探测器的输入端连接，第一光电探测器的输出端与电放大器的输入端连接；电放大器的输出端与第一电耦合器的输入端连接，第一电耦合器的两个输出端分别与第二电耦合器的输入端和DP-QPSK调制器的第二子DP-MZM的一个射频输入端口连接，该子DP-MZM的另一个射频输入端口与编码信号发生器连接，第二电耦合器的两个输出端与DP-QPSK调制器的第一子DP-MZM的两个射频输入端口连接；所述直流电源连接DP-QPSK调制器的六个直流偏置端口；偏振分束器的另一个输出端与第二光电探测器的输入端连接；所述第二光电探测器的输出端为生成的微波相位编码信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述PS-FBG 具有平坦的反射谱，且反射谱上有一带宽极窄的凹陷。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，通过偏振控制器控制，DP-QPSK调制器的两个偏振主轴方向与偏振分束器的两个主轴方向对齐。

4.一种采用如权利要求1所述的装置的频率可调谐无本振相位编码信号光学产生方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

1）根据需要产生的微波相位编码信号的频率调节可调谐激光器输出的波长λ，可调谐激光器输出的光信号注入到DP-QPSK调制器中；DP-QPSK调制器的两个子DP-MZM输出的光信号分别在DP-QPSK调制器输出光信号的两个正交的偏振方向上；

2）调节偏振控制器使偏振分束器的两个偏振主轴方向分别与DP-QPSK调制器的两个主轴方向对准；

3）DP-QPSK调制器的第一子DP-MZM与光放大器、偏振控制器、偏振分束器、光环形器、PS-FBG、单模光纤、第一光电探测器、电放大器、第一电耦合器、第二电耦合器一起构成了一个光电振荡器环路；DP-QPSK调制器的第二子DP-MZM与编码信号发生器、光放大器、偏振控制器、偏振分束器、第二光电探测器一起构成了一个相位编码信号产生器；

4）光电振荡器中的谐振信号经第一电耦合器分为两路分别输入DP-QPSK调制器的两个子DP-MZM；

5）其中一路谐振信号经过第二电耦合器注入光电振荡器环路内的第一子DP-MZM，通过直流电源产生的偏置电压使该子DP-MZM的两个子MZM分别工作在最大传输点和最小传输点，主MZM工作在正交传输点，光信号经过该子DP-MZM的调制实现了对谐振信号的相位调制，该子DP-MZM与PS-FBG共同实现微波光子窄带滤波，实现对光电振荡器环路内信号的频率选择；

6）另一路谐振信号直接注入到第二子DP-MZM的一个射频输入端口，编码信号发生器产生的编码信号注入该子DP-MZM的另一个射频输入端口，该子DP-MZM的主MZM工作在最大传输点，子MZM工作在最小传输点；

7）在第二光电探测器处可以生成微波相位编码信号。