[发明专利]一种全光太赫兹振荡器主动频率稳定系统及方法

说明书

本发明公开了一种全光太赫兹振荡器主动频率稳定系统及方法，包括：依次连接的第一可调谐激光器，第一光纤隔离器，半导体光放大器，第一光纤环形器，2×2光纤耦合器，第一偏振控制器，高非线性光纤，第一可调光延迟线，第一光纤分束器，第二光纤环形器，第二偏振控制器，偏振分束器，第二可调光延迟线，偏振合束器，第二光纤分束器，光电二极管；其中所述第一光纤分束器的输出端还连接有声光移频器等。本发明理论依据合理，实验结构简单，具有低成本、易实现等特点，为太赫兹技术的应用提供可实用化高稳定性太赫兹信号产生方案。

技术领域

本发明涉及一种太赫兹信号技术领域，尤其涉及一种全光太赫兹振荡器主动频率稳定系统及方法。

背景技术

太赫兹波由于自身所具有的独特性质以及在光谱中的位置使其在通信、电子对抗、雷达、电磁武器、天文学、医学成像、无损检测、环境监测及安全检查等领域存在着广泛的应用前景。近年来,随着无线通信系统不断向高频、高带宽、高集成度及低成本等方向发展,太赫兹波通信成为其中的研究热点之一，为了实现高质量通信，研究低相位噪声、高稳定性的太赫兹频段载波信号发生技术具有重要意义。光电振荡器由于具有产生超低相位噪声微波信号的能力，已经引起了人们的广泛关注，并有望成为最有前途和最强大的太赫兹信号源之一。然而，光电振荡器通常需要一根长光纤来形成一个高Q腔。光纤的有效折射率和长度对环境温度变化非常敏感。因此，光纤延迟的环境敏感性可能导致的任何相位波动都会干扰频率稳定性，从而导致可能的锁定丢失。

目前针对光电振荡器长期频率稳定性，研究人员采用包括温度不敏感的特殊光纤代替振荡腔中的单模光纤、采取与外界环境进行隔离并进行高精度恒温控制的方法实现频率稳定，而更多的是利用锁相环技术控制光电振荡器振荡频率的方法实现频率长期稳定性提高。但目前方案受到特殊光纤损耗过高、高精度温控实现难度大、高稳定高频率信号源成本过高等因素影响，较难实现太赫兹振荡器信号频率长期稳定输出。

为此，我们设计了一种全光太赫兹振荡器主动频率稳定系统及方法以此解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全光太赫兹振荡器主动频率稳定系统及方法，解决了现有技术中受到特殊光纤损耗过高、高精度温控实现难度大、高稳定高频率信号源成本过高等因素，较难实现太赫兹振荡器信号频率长期稳定输出的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种全光太赫兹振荡器主动频率稳定系统，包括：

依次连接的第一可调谐激光器，第一光纤隔离器，半导体光放大器，第一光纤环形器，2×2光纤耦合器，第一偏振控制器，高非线性光纤，第一可调光延迟线，第一光纤分束器，第二光纤环形器，第二偏振控制器，偏振分束器，第二可调光延迟线，偏振合束器，第二光纤分束器，光电二极管，所述第二可调光延迟线上并联有第三可调光延迟线；其中所述第一光纤分束器的输出端还连接有声光移频器，所述声光移频器的输出端连接所述2×2光纤耦合器，所述2×2光纤耦合器的输出端还依次连接有光电探测器，数据采集卡，计算机系统，所述计算机系统的输出端连接所述第一可调光延迟线，所述第二光纤环形器的输入端还连接有第二光纤隔离器，所述第二光纤隔离器的输入端连接有第二可调谐激光器；

第一可调谐激光器，用于发射信号光；

第一光纤隔离器，用于保护第一可调谐激光器，避免受来自信号光的反向散射损坏第一可调谐激光器；

半导体光放大器，用于将信号光放大以及利用增益饱和效应和交叉增益调制效应实现光-光调制；

第一光纤环形器，用于传输单根光纤上的双向光；

2×2光纤耦合器，用于将信号光分路；

第一偏振控制器，用于改变信号光的偏振状态；

高非线性光纤，用于高效非线性作用，使较短的光纤长度实现布里渊散射效应；