[发明专利]基于多路多模混沌激光器并联的超宽带白噪声源

说明书

本发明公开了一种基于多路多模混沌激光器并联的超宽带白噪声源，采用多模混沌激光器并联产生超带宽白噪声，相比于现有的电子噪声源，其结构相对简单且易于实现；且本发明采用光电转换的方法，有效地避开了电子带宽的瓶颈，可以极大地提高产生白噪声的带宽；本发明产生白噪声的功率取决于混沌激光的功率以及光电探测器的响应度。因此，最终产生超带宽白噪声的功率可调且最大输出功率更大。

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种基于多路多模混沌激光器并联的超宽带白噪声源。

背景技术

噪声作为物质本身的存在形式，不可避免的对信号的产生和传输造成干扰。对于任何系统而言，噪声都是不可回避的问题，只有能够解决噪声问题，才能在相关的工程技术领域更进一步。

噪声源是设备性能分析与标定的重要仪器，尤其是功率谱密度在频域内均匀分布的白噪声源。人为可控的白噪声在通信、导航制导、遥感控制、航空航天等领域都有着非常重要的作用。目前，白噪声源的研制存在两个极端现象：一是低频白噪声源技术成熟，实现门槛低；二是超宽带白噪源实现困难。要在非常宽的频率范围内输出功率谱均匀、功率稳定可控的连续随机噪声信号，还存在着原理、技术、工艺等诸多层面的困难。

目前，噪声源的实现途径主要有数字合成技术和物理器件噪声放大技术两种。数字合成技术是利用DSP或FPGA通过线性同余法、移存器法等算法先产生一段伪随机数序列，再将伪随机数序列进行时频映射转化为高斯白噪声。虽然该技术易于实现，但是受限于器件的时钟频率，数学合成法产生的噪声频率往往低于GHz。物理器件噪声放大技术是通过对物理器件中的噪声进行放大与控制来构建。常用的噪声器件有：电阻、饱和二极管、肖特基二极管、场效应管等。该技术虽然可以产生带宽较大的噪声，但是利用物理器件噪声放大技术需要复杂的实验仪器，实现难度大；同时，随着带宽的增加，该技术产生噪声的输出功率减小，而且频谱密度变得不均匀。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种基于多路多模混沌激光器并联的超宽带白噪声源。

本发明的目的可以通过采用如下的技术措施来实现，设计一种基于多路多模混沌激光器并联的超宽带白噪声源，包括：

多个多模混沌激光器、光耦合器以及光电探测器；其中，多模混沌激光器由多模法布里-珀罗激光器和光纤反射镜构成，光纤反射镜将多模法布里-珀罗激光器发出的激光反馈回多模法布里-珀罗激光器本身，对其内部光场形成扰动，产生多模混沌激光，并通过多模法布里-珀罗激光器的温控源调节对应多模混沌激光不同模式的中心波长；每一多模混沌激光器产生的混沌激光均输入光耦合器中，光耦合器连接光电探测器，从而从光电探测器中输出超宽带白噪声。

其中，在光耦合器内部，不同中心波长的多模混沌激光汇聚在一起后，对应的纵模的自卷积会产生相应中心频率的白噪声。

其中，多模混沌激光多个模式间的互卷积可以成倍提高最终产生白噪声的带宽。

其中，多模混沌激光的纵模间隔为1.1nm，频率间隔为138GHz。

其中，多模混沌激光器的数量设定为6个，对应光耦合器使用6×1的光耦合器，其中，6个输入端分别连接至每一多模混沌激光器，输出端连接光电探测器。

区别于现有技术，本发明的基于多路多模混沌激光器并联的超宽带白噪声源采用多模混沌激光器并联产生超带宽白噪声，相比于现有的电子噪声源，其结构相对简单且易于实现；且本发明采用光电转换的方法，有效地避开了电子带宽的瓶颈，可以极大地提高产生白噪声的带宽；本发明产生白噪声的功率取决于混沌激光的功率以及光电探测器的响应度。因此，最终产生超带宽白噪声的功率可调且最大输出功率更大。

附图说明

图1是本发明提供的一种基于多路多模混沌激光器并联的超宽带白噪声源的结构示意图。