[发明专利]一种基于受激布里渊散射的双啁啾信号产生系统

说明书

本发明属于光电技术领域，涉及一种基于受激布里渊散射的双啁啾信号产生系统。本发明仅使用一个直流激光源，通过抑制载波双边带调制实现可调谐的双泵浦光产生，通过抑制载波单边带调制实现扫频光载波的产生，利用泵浦光在布里渊增益介质中的受激布里渊散射效应实现对扫频光载波从相位调制到强度调制的转换，利用傅里叶域锁模光电振荡器机理实现双啁啾信号产生。本系统产生的双啁啾信号相噪低，线性度和长时间稳定性好，信号中心频率和带宽均可灵活调谐。

技术领域

本发明涉及光电技术领域，特别涉及一种基于受激布里渊散射的双啁啾信号产生系统。

背景技术

线性调频信号广泛应用于现代脉冲压缩雷达系统，具有大时间带宽积的宽带线性调频信号能提高雷达系统的距离分辨率。然而，线性调频信号具有刀刃型的模糊函数，即利用线性调频信号探测运动物体时，会引入较大的距离-多普勒耦合，降低距离-多普勒精度，从而引起目标距离判断的模糊。通过发射双啁啾信号，即同一信号周期内有一对啁啾互补的线性调频信号，可以显著消除距离-多普勒耦合效应。

传统的双啁啾信号利用直接数字式频率合成器产生，受限于电子器件的性能，通常信号带宽只有几个GHz，而且信号频段低，而利用微波光子技术可以实现大带宽、捷变频的双啁啾信号产生。近几年来，诸多双啁啾信号产生方案均基于高性能的电光调制器，利用微波光子链路对基带线性调频信号进行上变频和倍频，从而进一步实现高频宽带的双啁啾信号产生。专利CN110137778A提出一种基于傅里叶域锁模原理的OEO结构，利用该结构产生了中心频率为10 GHz、带宽2.8 GHz的线性调频信号。该方案先利用两个激光器实现了双通带扫频微波光子滤波器，闭环后，将扫频周期调整至其的整数倍等于OEO环长延时量，实现傅里叶域锁模，最终实现双啁啾信号的产生。该方案无需借助高速的电子学器件即可直接在光电振荡器内自激振荡产生宽带双啁啾微波信号，但是该方案产生的双啁啾信号所表现出的线性度差，又由于使用的两个激光器波长稳定度不同，长时间工作会导致输出信号频率存在较大的偏移，影响其在雷达、通讯等系统中的应用；另外，利用周期性电流驱动的两个扫频激光器理论上可以实现几十GHz带宽的双啁啾信号产生，但是由于激光器输出的各个波长功率不稳定，只能在小范围内确保OEO的起振条件，限制了输出信号的带宽。

综上所述，目前基于双激光器傅里叶域锁模OEO产生双啁啾信号的方案主要存在以下问题：输出信号线性度差，长时间稳定性差，输出信号带宽和中心频率灵活可调性差。

发明内容

鉴于上述技术缺点，本发明提出一种基于受激布里渊散射的双啁啾信号产生系统，本发明仅需要一个单频直流激光源。

为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：

一种基于受激布里渊散射的双啁啾信号产生系统，包括直流激光器11、光耦合器21、马赫曾德尔电光调制器（MZM）31、可调谐微波源12、第一偏置电压源61、双平行马赫曾德尔电光调制器（DPMZM）32、90°电桥23、线性调频源13、第二偏置电压源62、第一光放大器71、第二光放大器72、光环形器22、电光相位调制器33、布里渊增益介质4、传输光纤5、光电探测器8、电放大器73和电功分器24。

所述直流激光器11输出端与光耦合器21输入端连接，光耦合器21输出端a与MZM31输入端连接，光耦合器21输出端b与DPMZM 32输入端连接；MZM 31射频输入端与可调谐微波源12的输出端连接，MZM 31偏置电压输入端与第一偏置电压源61输出端连接；MZM 31输出端与第一光放大器71输入端连接。

所述光环形器22具有三个端口，分别是a端口、b端口和c端口；其特征在于，从a端口输入的光信号从b端口输出，从b端口输入的光信号从c端口输出。

所述第一光放大器71的输出端和光环形器22的a端口连接。