[发明专利]一种可调谐多带太赫兹脉冲无线通信发射装置

说明书

本发明公开了一种可调谐多带太赫兹脉冲无线通信发射装置，其特征在于，包括：光频梳产生模块，产生光频梳；可编程光处理器，与所述光频梳产生模块连接，对产生的光频梳进行频率滤波，生成多路输出，每路输出包括单波长光本振和多波长光载波信号；调制器，设置在每路输出光路上，将基带信号调制到多波长光载波信号上；光电探测器，与每个调制器连接，对调制器输出的信号进行作用，产生多频段的太赫兹脉冲；所述太赫兹脉冲的中心频率由每路输出的单波长光本振和多波长基带光载波的中心波长差决定；所述太赫兹脉冲的周期由调制器实现的基带调制控制；所述太赫兹脉冲的宽度和时间间隔由多波长基带光载波的波长数量和间隔控制。

技术领域

本发明属于无线通信领域，具体涉及一种基于光频梳的可调谐多带太赫兹脉冲无线通信发射装置。

背景技术

随着现代社会的发展，通信数据量呈指数型增长，目前的无线通信系统的频谱资源已经不能满足超高速无线通信的需求，近年来太赫兹通信受到广泛重视。太赫兹频段通常指0.3～10THz，通信带宽远大于微波波段，基于光电方式的太赫兹通信系统可以实现几百吉比特(Gbps)的通信速率。

太赫兹通信的方法主要有连续太赫兹载波调制和太赫兹脉冲调制。连续太赫兹波载波一般采用光外差混频(photo-mixing)两路连续激光的方式产生，通过调制其中一路连续激光实现太赫兹通信信号的调制。然后将两路激光输入高速单行载流子光探测器(UTC-PD)中，产生太赫兹载波，之后通过天线发射太赫兹波进行空间传输。相比而言，脉冲通信具有对信道衰落不敏感和系统复杂度低等优点。而常见的太赫兹脉冲的光电产生方式为超短光脉冲照射非线性晶体和飞秒脉冲激励光电导天线等。由于非线性效应和光电导效应都需要很高的光学峰值功率，太赫兹转换效率很低，不利于太赫兹通信。

常见的太赫兹脉冲发射系统由飞秒脉冲源(femtosecond laser)，斩波器(optical chopper)，单模激光二极管(LD)，波束分割器(BS)，THz发射器(THz emitter)，THz接收器(THz detector)等组成。通过瞬时光导开关(photoconductive switching)的原理，当光电流随时间变化时，其光电流大小对应入射激光束强度的时间微分，从而将飞秒激光脉冲转换成宽带太赫兹脉冲。该系统虽然可以解决现有无线通信系统频谱资源和容量有限的问题，但是太赫兹通信脉冲的中心频率、脉冲重复频率以及脉冲宽度不可控，因而不能适应和满足实际的应用需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种可调谐多带太赫兹脉冲无线通信发射装置。采用调控脉冲光和外差混频的光电方式产生太赫兹脉冲序列，太赫兹脉冲的调控都在光域进行，太赫兹通信脉冲的中心频率、脉冲重复频率以及脉冲宽度由光学可编程光处理器调控，能够实现中心频率可调谐的多频段太赫兹脉冲通信。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种可调谐多带太赫兹脉冲无线通信发射装置，包括：

光频梳产生模块，产生光频梳；

可编程光处理器，与所述光频梳产生模块连接，对产生的光频梳进行频率滤波，生成多路输出，每路输出包括单波长光本振和多波长光载波信号；

调制器，设置在每路输出光路上，将基带信号调制到多波长光载波信号上；

光电探测器，与每个调制器连接，对调制器输出的信号进行作用，产生多频段的太赫兹脉冲；

所述太赫兹脉冲的中心频率由每路输出的单波长光本振和多波长基带光载波的中心波长差决定；

所述太赫兹脉冲的周期由调制器实现的基带调制控制；

所述太赫兹脉冲的宽度和时间间隔由多波长基带光载波的波长数量和间隔控制。