[发明专利]基于锁模激光器的上下变频系统

说明书

本发明公开了一种基于锁模激光器的上下变频系统，包括：锁模激光器输出激光，送入光滤波器进行滤波后输出滤波激光，该滤波激光进入色散补偿光纤得到光信号，再进入光耦合器进行分束，该信号被分为两路：一路进入双驱动双偏振马赫增德尔调制器实现输入频率的载波抑制单边带调制然后输出；另一路进入可调光延迟线通过调节该路的延时控制两路拍频间隔实现频率变化然后输出；两路信号输出后输入光耦合器实现合束，最后进入光电探测器实现上下两路信号的拍频，得到新的频率。本发明基于锁模激光器的上下变频系统，上下变频范围大，基本由光电探测器的带宽决定，可达60GHz或更高；可以实现上下变频，变频的范围准连续可调，得到信号稳定且质量高。

技术领域

本发明涉及微波光子学技术领域，尤其涉及一种基于锁模激光器的上下变频系统。

背景技术

微波的变频技术十分重要，但传统方法得到高频率的微波信号需要多次变频，系统复杂且成本高昂。而微波光子变频技术被广泛地应用在军用设施和民用设施等多个场景，如雷达系统、卫星通信系统、电子对抗系统、光通信系统当中，意义重大。微波光子变频技术具有抗电磁干扰、可调谐、大带宽等优势，所以产生了许多基于微波光子技术的变频方案。

目前基于微波光子技术的变频方案主要有，基于直调激光器和马赫增德尔干涉结构的频率到强度调制的转换，这种方案结构简单但变频范围较窄，仅10GHz左右；基于单个或多个级联强度调制器实现变频，这种方案受到调制器传输曲线的影响容易产生其它频率的杂波；基于光电探测器的非线性效应来实现变频，这种方案多用于上变频系统当中。

综上，相对于传统的微波变频技术，基于微波光子系统的变频技术具有明显的优势。然而目前主流的微波光子变频系统存在着变频范围较窄、信号纯度较低、应用场景局限等不足。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明的主要目的在于提供一种基于锁模激光器的上下变频系统，以期至少部分地解决上述技术问题中的至少之一。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种基于锁模激光器的上下变频系统，包括：

锁模激光器输出激光，送入光滤波器进行滤波后输出滤波激光，该滤波激光进入色散补偿光纤得到光信号，再进入光耦合器进行分束，该信号被分为两路：

一路进入双驱动双偏振马赫增德尔调制器实现输入频率的载波抑制单边带调制然后输出；

另一路进入可调光延迟线通过调节该路的延时控制两路拍频间隔实现频率变化然后输出；

两路信号输出后输入光耦合器实现合束，最后进入光电探测器实现上下两路信号的拍频，得到新的频率。

进一步的，锁模激光器为被动锁模激光器或主动锁模激光器或具有产生微环光学频率梳的功能的器件。

进一步的，锁模激光器模式之间相位锁定，具有10nm以上的光谱范围，重复频率为Hz量级到百GHz量级。

进一步的，光滤波器为基于光纤法布里珀罗谐振腔的可调光滤波器。

进一步的，色散补偿光纤具有和锁模激光器重复频率相匹配的长度和负色散系数。

进一步的，光耦合器具有分光作用，实现系统中光的分束和合束。

进一步的，双驱动双偏振马赫增德尔调制器是基于铌酸锂材料的调制器或替换为光信号发射机。

进一步的，可调光延迟线是基于空间光传输的光延迟线，实现百皮秒量级的延时。

进一步的，光电探测器是锗硅或磷化铟材料制作的光电探测器。

进一步的，本发明提供的上下变频系统为以上描述中任一器件或结构构成，或基于以上描述中任一器件或结构但具有与之不同的数量、形状、尺寸或配置构成。