[发明专利]基于受激布里渊散射可调光电振荡器的弱信号探测系统及方法

说明书

本公开提供了一种基于受激布里渊散射的可调谐光电振荡器的弱信号探测系统包括：可调谐激光器(1)、相位调制器(2)、高非线性光纤(3)、环行器(4)、掺铒光纤放大器(5)、光滤波器(6)、光电探测器(7)、功分器(8)、耦合器(9)、电放大器(10)、可调光衰减器(11)和泵浦激光器(12)。通过调谐信号光的中心波长，使得受激布里渊的损耗谱(增益谱)与相位调制器的一条一阶边带重合，从而损耗(增益)相位调制的一条边带，由相位调制转化为强度调制，从而将弱信号恢复出来，实现对所信号的探测与放大。

技术领域

本公开涉及微波光子学技术领域，尤其涉及一种基于受激布里渊散射的可调谐光电振荡器的弱信号探测系统及方法。

背景技术

关于弱信号的探测与放大，在实际生活中有着非常多且重要的应用，比如在雷达电子战，无线通信，还有天文学探测等方面。在实际中往往是在一个比较混乱的环境中接收到的较弱的信号，如何快速地把它们甄选解调出来并能对他们实施精准的探测与放大就显得尤为重要。很多测量放大的方法被提出但是很多都难以满足测量的瞬时性与大带宽的要求，提出的方法主要有基于电的系统以及基于微波光子学的方法等等。在电子学方案中，因为需要的带宽很窄的滤波器在技术上存在着限制，以及由系统中电放大器引入的噪声使得这个方向实现起来尤为困难。而微波光子学系统，具有着大带宽低损耗抗干扰等的优点为弱信号探测提供了一种可行的方向。比如微波光子学中的光电振荡器系统。以往的工作中，有方案采用多模光电振荡器为跟光电振荡器起振模式匹配的信号提供增益放大；再另外一篇文献中采用基于布拉格光栅的可调光电振荡器进行弱信号探测系统能对1.5GHz-5GHz的射频信号提供10dB的增益。但是该方案所能探测的频率范围较小，难以满足的探测需求。而提出的并通过实验验证过的基于受激布里渊散射损耗谱的光电振荡器系统则很好的弥补了这一缺陷。

为了能够实现对弱信号更大频率范围的探测以及为弱信号提供更高的增益放大，本发明提出了一种基于受激布里渊散射的可调谐光电振荡器的弱信号探测系统，可以通过利用受激布里渊散射的增益谱和损耗谱等两种方案，来实现更大的频率探测范围以及更高增益效果的弱信号探测。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本公开提供了一种基于受激布里渊散射的可调谐光电振荡器的弱信号探测系统及方法，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，提供了一种基于受激布里渊散射的可调谐光电振荡器的弱信号探测系统，包括：可调谐激光器、相位调制器、高非线性光纤、环行器、掺铒光纤放大器、光滤波器、光电探测器、功分器、耦合器、电放大器、可调光衰减器和泵浦激光器；

其中，所述可调谐激光器1的输出端连接到相位调制器的第一输入端，泵浦激光器输出端连接到可调光衰减器输入端，可调光衰减器输出端连接到环行器第一输入端，相位调制器的输出端通过高非线性光纤连接到环行器第二输入端，环行器输出端依次连接掺铒光纤放大器、光滤波器、光电探测器及功分器，功分器第一输出端进行输出，第二输出端连接到耦合器的第一输入端，耦合器的第二输入端用于输入待探测的弱信号，耦合器的输出端连接到电放大器输入端，电放大器输出端连接到相位调制器第二输入端。

在一些实施例中，可调谐激光器发出的信号光的一阶边带与泵浦光的受激布里渊散射的损耗谱或增益谱重合，实现系统从相位调制到强度调制的转化，通过调节可调光衰减器控制对边带的增益大小，实现对弱信号的探测与放大。

在一些实施例中，其中可调谐激光器，相位调制器，高非线性光纤，环行器，掺铒光纤放大器，光滤波器，光电探测器，可调光衰减器，泵浦激光器之间通过光纤连接。

在一些实施例中，光电探测器、功分器、耦合器、电放大器、相位调制器之间通过电缆连接。