[发明专利]基于气体吸收和相位调制的微波光子滤波器

权利要求书

1.一种基于气体吸收和相位调制的微波光子滤波器，其特征在于，包括激光器(10)、偏振控制器(20)、相位调制器(30)、掺铒光纤放大器(40)、一号准直器(50)、气室(60)、二号准直器(70)和光电探测器(80)，

所述激光器(10)用于提供光载波；

偏振控制器(20)用于调节所述光载波的偏振态，使光载波的偏振态与相位调制器(30)匹配，从而优化相位调制器(30)的输出光信号；

相位调制器(30)用于把接收到的待处理微波信号加载到光载波上，形成±1^st边带光信号输出；当光载波经过相位调制后，会生成关于光载波对称分布的±1^st边带，其具有相同的强度和相反的相位；这导致±1^st边带与光载波之间的拍频信号也具有相同的强度和相反的相位，拍频信号彼此相互抵消导致没有拍频信号能被光电探测器(80)检测，没有处理后的微波信号从光电探测器输出；

掺铒光纤放大器(40)用于将相位调制器(30)输出的光信号进行放大获得放大光信号；

一号准直器(50)用于将放大光信号由光纤环境耦合至自由空间，并输入至气室(60)；

气室(60)用于提供滤波气体，以滤除输入的放大光信号的一个边带；

二号准直器(70)用于将滤波后的放大光信号由自由空间耦合至光纤环境；

光电探测器(80)用于探测光纤环境内滤波后的放大光信号之间的拍频并输出。

2.根据权利要求1所述的基于气体吸收和相位调制的微波光子滤波器，其特征在于，

所述激光器(10)包括分布反馈式半导体激光器。

3.根据权利要求2所述的基于气体吸收和相位调制的微波光子滤波器，其特征在于，

所述滤波气体包括乙炔气体、一氧化碳、氨气或甲烷。

4.根据权利要求2所述的基于气体吸收和相位调制的微波光子滤波器，其特征在于，

所述滤波气体包括乙炔、一氧化碳、氨气以及甲烷形成的混合气体。

5.根据权利要求3所述的基于气体吸收和相位调制的微波光子滤波器，其特征在于，

当滤波气体为乙炔气体：通过调节分布反馈式半导体激光器的温度使其提供的光载波波长接近乙炔气体吸收峰波长，所述光载波波长距离吸收峰波长的范围为0.01nm～0.16nm；通过调节光载波波长改变±1^st边带光信号的波长，使相位调制器(30)输出的边带光信号的波长与乙炔气体吸收峰中心波长相互匹配。

6.根据权利要求5所述的基于气体吸收和相位调制的微波光子滤波器，其特征在于，

所述乙炔气体选择在1530.37nm处的吸收线，吸收线强度为1.21×10^-20厘米/分子。

7.根据权利要求1所述的基于气体吸收和相位调制的微波光子滤波器，其特征在于，

所述激光器(10)包括固体激光器，所述固体激光器提供光载波的波长对应滤波气体的吸收频率。