[发明专利]微波信号生成装置及方法

说明书

本发明实施例提供了一种微波信号生成装置及方法。该生成装置包括:光学环路、光电探测器；光电探测器与光学环路光路连接；光学环路包括：预处理光路，超稳定光学谐振腔，后处理光路；预处理光路，用于产生原始光，并对原始光进行预处理，以得到耦合输入光；超稳定光学谐振腔，用于根据耦合输入光产生具有周期性梳状光谱的第一耦合输出光；后处理光路，用于对第一耦合输出光进行后处理，以得到注入锁定后的激光；光电探测器，用于对注入锁定后的激光进行差拍以获得微波信号。本发明的生成装置和方法，通过采用将超稳定光学谐振腔置于半导体激光器自注入锁定环路中并对其进行参数设置使得生成的微波信号频率稳定性高、线宽窄、频率值高。

技术领域

本发明实施例涉及光生微波技术领域，尤其涉及一种微波信号生成装置及方法。

背景技术

光生微波技术是一种在光信号中携带微波信号，实现在光传输介质中传输射频信号的光学技术。光生微波技术的基本内容是：利用两个单色性很好，相位差恒定且相互之间具有一定频率差的光波模相干叠加，则产生的光拍是频率稳定度很高的微波信号源。

现有的光生微波技术包括多种方法，例如：光学自注入锁定法。该方法首先将一个单纵模激光器输出的原始光分成两束光束，并将两束光束分别耦合进入两个具有不同长度的光纤腔中形成振荡，以得到两个输出光波；其次将两个输出光波分别沿原始光的反方向注入到激光器中，得到双模激光输出；最后将得到的双光波模式拍频产生微波信号。

然而，现有的光学自注入锁定法，由于采用了两个光纤腔，其差异性使得该方法受外界环境扰动而产生的噪声不同，且光纤腔具有较差的热稳定性，从而致使在进行注入锁定操作后得到的微波信号的频率稳定性不高。此外，尽管该方法仅利用了一个激光源，没有外部微波参考源、电滤波和电放大器，但该方法所使用的光纤腔自由光谱范围小(MHz量级)、Q值较低(10⁵-10⁶)，从而导致所产生的微波信号的频率值低、线宽较宽。

发明内容

本发明实施例提供一种微波信号生成装置及方法，用以解决现有技术中生成的微波信号频率稳定性不够高、频率值低、线宽较宽的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种微波信号生成装置，包括：

光学环路、光电探测器；所述光电探测器与所述光学环路光路连接；

所述光学环路包括：预处理光路，超稳定光学谐振腔，后处理光路；

所述预处理光路，用于产生原始光，并对所述原始光进行预处理，以得到耦合输入光；

所述超稳定光学谐振腔，用于根据所述耦合输入光产生具有周期性梳状光谱的第一耦合输出光；

所述后处理光路，用于对第一耦合输出光进行后处理，以得到注入锁定后的激光；

所述光电探测器，用于对所述注入锁定后的激光进行差拍以获得微波信号。

进一步地，如上所述的微波信号生成装置，所述超稳定光学谐振腔包括：前腔镜，后腔镜及腔体；

所述腔体沿光束耦合方向先后分别设置有前腔镜和后腔镜；所述前腔镜为平面镜；所述后腔镜为凹面镜；

所述平面镜的后平面和所述凹面镜的前凹面均镀有超高反射率介质膜；所述超高反射率介质膜对应的中心波长为所述原始光的中心波长；

所述耦合输入光从所述平面镜的后平面渡越到所述凹面镜的前凹面时，得到腔内渡越光波；

所述凹面镜的曲率半径与所述腔内渡越光波的波前等相面的曲率半径相同；

所述超稳定光学谐振腔的自由光谱范围为所述微波信号的频率基值和频率周期。

进一步地，如上所述的微波信号生成装置，所述前腔镜和所述后腔镜真空胶粘在所述腔体沿光束耦合方向的两侧。