[发明专利]光泵自旋VCSEL周期振荡毫米波信号产生装置及方法

权利要求书

1.光泵自旋VCSEL周期振荡毫米波信号产生装置，其特征在于，包括泵浦源、第一光隔离器、偏振控制器、第一光耦合器、透镜、VCSEL、反馈回路、光功率计、第二光隔离器、第二光耦合器和光电探测器，所述泵浦源、第一光隔离器、偏振控制器和第一光耦合器依次连接，所述第一光耦合器的一个支路连接光功率计，其另一个支路依次连接透镜和VCSEL，所述VCSEL产生单周期振荡波形，其与反馈回路相连，所述第二光隔离器与第一光耦合器输出端相连，其依次连接第二光耦合器和光电探测器。

2.根据权利要求1所述的光泵自旋VCSEL周期振荡毫米波信号产生装置，其特征在于，所述反馈回路包括可变光衰减器和反射镜，所述可变光衰减器与VCSEL相连，单周期振荡信号经VCSEL发射由可变光衰减器传导后经反射镜反射，再经可变光衰减器传导回VCSEL形成反馈回路。

3.根据权利要求1或2所述的光泵自旋VCSEL周期振荡毫米波信号产生装置，其特征在于，所述反馈回路为全光反馈或电光反馈，其传输形式为光纤传输或空间光传输。

4.根据权利要求1所述的光泵自旋VCSEL周期振荡毫米波信号产生装置，其特征在于，所述VCSEL为光泵浦VCSEL。

5.根据权利要求1所述的光泵自旋VCSEL周期振荡毫米波信号产生装置，其特征在于，所述VCSEL为偏振载流子注入的自旋电子器件。

6.根据权利要求1所述的光泵自旋VCSEL周期振荡毫米波信号产生装置，其特征在于，所述VCSEL为通过机械应力改变双折射率的自旋电子器件。

7.根据权利要求1所述的光泵自旋VCSEL周期振荡毫米波信号产生装置，其特征在于，所述泵浦源为980nm连续波输出。

8.光泵自旋VCSEL周期振荡毫米波信号产生方法，其特征在于，包括如下步骤，

S1)泵浦源输出连续波，第一光隔离器防止光路反射损伤泵浦源，偏振控制器用于控制泵浦光的偏振态，第一光耦合器将泵浦光分为两路，第一路注入到光功率计，用于控制泵浦光功率，第二路经透镜注入到VCSEL，VCSEL产生单周期振荡波形；

S2)单周期振荡信号经反馈回路注入到VCSEL，降低单周期振荡信号的线宽及抑制相位噪声；

S3)单周期振荡信号依次经透镜、第一光耦合器传导至第二光隔离器，第二光隔离器隔离泵浦光，留下VCSEL产生的单周期振荡信号，单周期振荡信号传导至第二光耦合器，第二光耦合器输出端与光电探测器输入端相连，单周期振荡信号经光电转换生成毫米波信号。

9.根据权利要求8所述的光泵自旋VCSEL周期振荡毫米波信号产生方法，其特征在于，VCSEL通过机械应力改变其双折射率，使得VCSEL产生单周期振荡信号。

10.根据权利要求8所述的光泵自旋VCSEL周期振荡毫米波信号产生方法，其特征在于，VCSEL工作在自由运行状态，非锁定状态。