[发明专利]基于双平行马赫曾德调制器的微波光子滤波器

说明书

本发明公开了一种基于双平行马赫曾德调制器的微波光子滤波器，包括：一双平行马赫曾德调制器，包括：两个平行的马赫曾德调制器，位于两个支路臂上；一相位调制器，位于主臂上，用来控制两个支路臂之间的相位差；一三通道直流电压源，包括三个直流电压输出端，用以产生直流电压，并分别控制两个平行的马赫曾德调制器和相位调制器的偏置电压；一光放大器，将双平行马赫曾德调制器输出的激光放大；一可调谐光带通滤波器，其带宽和中心可调谐，对光放大器输出的激光进行滤波；以及一光电探测器，将可调谐光带通滤波器滤波后输出的光信号转换成微波信号并输出。可实现在低通和带通之间的灵活切换，结构简单，并且带宽和中心波长可在宽带内连续调谐。

技术领域

本公开属于微波光子学技术领域，涉及一种基于双平行马赫曾德调制器的微波光子滤波器。

背景技术

近年来微波光子滤波器由于具有低损耗、高带宽、抗电磁干扰等优点，同时又具备可调谐及可重构等灵活的操作特性，因而能取代传统的电滤波器，在光载无线、微波信号产生以及高频微波信号处理等诸多领域有巨大的优势。

微波光子滤波器按照调制光载波的相位、强度、幅度和偏振的调制类型可分为：相位调制型微波光子滤波器、强度调制型微波光子滤波器、幅度调制型微波光子滤波器和偏振调制型微波光子滤波器；根据滤波性能的不同，微波光子滤波器分为可调谐、可重构、可变系数以及高Q值等，随着微波光子滤波器的应用领域越来越广泛，提高其应用的灵活性、可切换性以及滤波性能具有重大意义。

针对提高微波光子滤波器的可调谐、可切换性能，有研究提出一种基于受激布里渊散射的可切换可调谐微波光子滤波器，滤波器响应可在窄带带通和陷波滤波器之间切换，滤波器中心可调谐；但是该方法具有如下局限：滤波器的响应是窄带的，带宽取决于受激布里渊散射效应的带宽，仅为32MHz，仅适用于需要滤出或滤除单个波长的情形。另外也有研究提出一种基于两抽头延迟线结构的可调谐微波光子滤波器，该滤波器响应的自由光谱范围可调谐，其中心波长可快速切换；不过该方法存在如下局限：一是滤波器响应为多通道的梳状滤波器，无法适用于需要低通或者带通滤波器的情形；二是滤波器中心波长的切换时变化值是固定的，为自由光谱范围的一半，灵活性有限。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种基于双平行马赫曾德调制器的微波光子滤波器，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本公开的一个方面，提供了一种基于双平行马赫曾德调制器的微波光子滤波器，包括：一双平行马赫曾德调制器，包括：两个平行的马赫曾德调制器，位于两个支路臂上；一相位调制器，位于主臂上，用来控制两个支路臂之间的相位差；一三通道直流电压源，包括三个直流电压输出端，用以产生直流电压，并分别控制两个平行的马赫曾德调制器和相位调制器的偏置电压；一光放大器，将双平行马赫曾德调制器输出的激光放大；一可调谐光带通滤波器，其带宽和中心可调谐，对光放大器输出的激光进行滤波；以及一光电探测器，将可调谐光带通滤波器滤波后输出的光信号转换成微波信号并输出。

在本公开的一些实施例中，双平行马赫曾德调制器包括：一光输入端，用以输入激光；两个射频输入端，用以输入调制激光的微波信号；三个偏置电压输入端，与三通道直流电压源的三个直流电压输出端一一对应相连；以及光输出端，用以输出激光。

在本公开的一些实施例中，两个射频输入端分别位于双平行马赫曾德调制器的两个支路臂上的两个平行的马赫曾德调制器上，并且其中一个射频输入端有微波信号的输入。

在本公开的一些实施例中，三通道直流电压源产生的三路直流电压分别对应输入到三个偏置电压输入端，对应三个控制电压，分别独立控制两个平行的马赫曾德调制器和相位调制器的偏置电压；有微波信号输入的马赫曾德调制器在其中一控制电压的调节下呈现载波抑制状态，形成载波抑制光信号；与有微波信号输入的马赫曾德调制器平行的其中另一马赫曾德调制器的光载波的功率大小由另一控制电压调节。