基于受激布里淵散射的高靈敏度光矢量網絡分析儀制造技術

本發明專利技術公開了一種基于受激布里淵散射的光矢量網絡分析儀，所述分析儀包括窄線寬激光器、光耦合器、偏振控制器、強度調制器、光隔離器、濾波器、色散位移光纖、環形器、光電探測器、矢量網絡分析儀、微波信號源、光放大器。本發明專利技術基于光纖中的受激布里淵散射效應，使得光濾波之后的光信號的載波被受激布里淵散射進行衰減，同時通過兩次測試光子無源器件的幅度和相位響應，扣除高階邊帶引入的測試誤差，從而提高光矢量網路分析儀的測試精度。

【技術實現步驟摘要】
基于受激布里淵散射的高靈敏度光矢量網絡分析儀
本專利技術屬于微波光子學領域，更具體的說是一種基于光纖的受激布里淵散射效應的高靈敏度光矢量網絡分析儀。
技術介紹
微波光子學是上個世紀70年代提出的一種融合微波技術和光子技術的交叉學科，其兼顧了微波技術的靈活性和光子技術的寬帶以及低損耗特性。光矢量網絡分析儀在無源器件(光纖光柵、光濾波器)的測試中具有重要的意義，一方面它結合了微波矢量網絡分析高分辨率的特性，另一方面它結合了光子系統的寬帶以及低損耗的特性。光矢量網絡分析廣泛地應用于高Q值濾波器的測試，可以同時測量幅度和相位響應。傳統的基于電子技術的微波矢量網絡分析儀無法測試無源高Q光子器件的幅度和相位相應。光矢量網絡分析儀克服了傳統的微波矢量網絡分析儀不能測試高Q值光子無源器件的幅度和相位響應的缺點，而且還具有低損耗、重量輕、以及不受電磁干擾的優點。傳統的光矢量網絡分析儀是基于小信號調制單邊帶技術來測試光子無源器件的響應，但小信號會不可避免的降低光矢量網絡分析儀的測試靈敏度，即在掃頻的一階邊帶功率低的情況下，無法測試更深的凹陷濾波器以及帶外抑制比更高的帶通濾波器。本專利技術在大信號調制的情況下，首先掃頻得出光子無源待測器件的幅度和相位響應，然后通過受激布里淵散射的衰減作用實現將載波衰減，然后掃頻得出光之無源器件的幅度和相位響應，最后通過扣除高階邊帶的誤差來實現高靈敏度光矢量網絡分析儀。
技術實現思路
為了解決精確、高靈敏度地測試高Q值光子無源濾波器幅度和相位響應的問題，本專利技術提出一種基于光纖的受激布里淵散射效應的高靈敏度光矢量網絡分析儀，其基于光纖中的受激布里淵散射效應，使得光濾波之后的光信號的載波被受激布里淵散射進行衰減。通過兩次測試光子無源器件的幅度和相位響應進而扣除高階邊帶引入的測試誤差以及提高光矢量網路分析儀的測試精度。本專利技術提出的一種基于受激布里淵散射的光矢量網絡分析儀包括：窄線寬激光器，用于提供連續光信號；光耦合器，與所述窄線寬激光器連接，用于將所述窄線寬激光器發出的連續光分為等功率的兩路光信號；第一偏振控制器，輸入端口與所述光耦合器的一個輸出端口連接，輸出端口與第一強度控制器的輸入端口連接，用于調節所述光耦合器輸出的一路光信號的偏振態，使得進入所述第一強度調制器的光信號的偏振方向對準所述第一強度調制器入射端口的起偏方向；第一強度調制器，與所述第一偏振控制器連接，用于對于接收到的光信號進行強度調制，使得經過強度調制后的光信號產生光載波和調制邊帶，并經過光隔離器入射到第一帶通光濾波器；光隔離器，與所述第一強度調制器連接，用于防止反向而來的受激布里淵散射的泵浦光進入所述第一強度調制器；第一光帶通濾波器，與所述光隔離器連接，用于對于接收到的光信號進行單邊帶處理；色散位移光纖，與所述第一光帶通濾波器連接，用于發生受激布里淵散射；環形器，其第一端口與第三偏振控制器的輸出端口連接，第二端口與所述色散位移光纖的輸出端口連接，第三端口與待測器件的輸入端口連接，用于對于光信號進行路由；待測器件，輸入端口與所述環形器的第三端口連接，輸出端口與光電探測器的輸入端口連接；光電探測器，輸入端口與所述待測器件的輸出端口連接，輸出端口與矢量網絡分析儀的輸入端口連接，用于將所述待測器件9輸出的光信號轉化為電信號輸出給所述矢量網絡分析儀，以對待測器件的頻響進行響應；矢量網絡分析儀，輸入端口與所述光電探測器的輸出端口連接，輸出端口與所述第一強度調制器的射頻端口連接，用于在掃頻模式下測量待測器件的頻率響應，并將其作為所述第一強度調制器的調制信號；第二偏振控制器，輸入端口與所述光耦合器的另一個輸出端口連接，輸出端口與第二強度調制器的輸入端口連接，用于調節所述光耦合器輸出的另一路光信號的偏振態，使得進入所述第二強度調制器的光信號的偏振方向對準所述第二強度調制器入射端口的起偏方向；第二強度調制器，與所述第二偏振控制器連接，用于對于接收到的光信號進行強度調制；第二光帶通濾波器，輸入端口與所述第二強度調制器的輸出端口連接，用于對于接收到的光信號進行邊帶處理；光放大器，輸入端口與所述第二光帶通濾波器的輸出端口連接，用于放大濾波之后的光信號，補償光帶通濾波器引起的光功率的損耗；第三偏振控制器，輸入端口與光放大器的輸出端口連接，輸出端口與環形器的第一端口相連，用于調節濾波后的光信號的偏振態。從上述技術方案可以看出，本專利技術具有以下有益效果：本專利技術基于受激布里淵散射的高靈敏度光矢量網絡分析儀結構簡單、能夠高靈敏度的測試高Q值光濾波器以及其他無源光子器件的幅度和相位響應。本專利技術光矢量網絡分析儀的測試靈敏度和測試精度較高，同時，由于泵浦光和信號都源于同一個激光器，因此，所形成的光矢量網絡分析儀的穩定性也較好。附圖說明圖1是本專利技術基于受激布里淵散射的高靈敏度光矢量網絡分析儀的結構示意圖；圖2是本專利技術基于受激布里淵散射的高靈敏度光矢量網絡分析儀的原理示意圖。具體實施方式為使本專利技術的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本專利技術進一步詳細說明。圖1是本專利技術基于受激布里淵散射的高靈敏度光矢量網絡分析儀的結構示意圖，如圖1所示，所述光矢量網絡分析儀包括：窄線寬激光器1、光耦合器2、第一偏振控制器3、第一強度調制器4、光隔離器5、第一光帶通濾波器6、色散位移光纖7、環形器8、待測器件9、光電探測器10、矢量網絡分析儀11、第二偏振控制器12、第二強度調制器13、微波信號源14、第二光帶通濾波器15、光放大器16、第三偏振控制器17，其中：所述窄線寬激光器1用于提供連續光信號；所述光耦合器2與所述窄線寬激光器1連接，用于將所述窄線寬激光器1發出的連續光分為等功率的兩路光信號，即分光比為1:1，一路光信號經過第一強度調制器4進行強度調制，另一路光信號經過第二強度調制器13進行強度調制；所述第一偏振控制器3的輸入端口與所述光耦合器2的一個輸出端口連接，輸出端口與所述第一強度控制器4的輸入端口連接，用于調節所述光耦合器2輸出的一路光信號的偏振態，使得進入所述第一強度調制器4的光信號的偏振方向對準所述第一強度調制器4入射端口的起偏方向；所述第一強度調制器4與所述第一偏振控制器3連接，用于對于接收到的光信號進行強度調制，使得經過強度調制后的光信號產生光載波和調制邊帶，并經過光隔離器5入射到第一帶通光濾波器；在本專利技術一實施例中，所述強度調制為大信號調制。所述光隔離器5與所述第一強度調制器4連接，用于防止反向而來的受激布里淵散射的泵浦光進入所述第一強度調制器4；所述第一光帶通濾波器6與所述光隔離器5連接，用于對于接收到的光信號進行單邊帶處理，即濾除調制邊帶的上邊帶僅僅剩余下邊帶，其中，所述下邊帶用于測試待測器件的幅度和相位響應；所述色散位移光纖7與所述第一光帶通濾波器6連接，用于發生受激布里淵散射；在色散位移光纖內部，由于泵浦光信號的受激布里淵散射效應，所述第一強度調制器4的光載波將會經歷受激布里淵散射的衰減作用，通過調整寬帶微波源和第一光帶通濾波器6使強度調制之后的光信號的+1階邊帶的上變頻的布里淵損耗譜落在強度調制后的光信號的光載波位置處，由于布里淵衰減效應，該光載波功率將會被衰減，衰減光載波的調制信號再次經過待測器件，測試待測器件的幅度和相位響應，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于受激布里淵散射的光矢量網絡分析儀，其特征在于，該分析儀包括：窄線寬激光器，用于提供連續光信號；光耦合器，與所述窄線寬激光器連接，用于將所述窄線寬激光器發出的連續光分為等功率的兩路光信號；第一偏振控制器，輸入端口與所述光耦合器的一個輸出端口連接，輸出端口與第一強度控制器的輸入端口連接，用于調節所述光耦合器輸出的一路光信號的偏振態，使得進入所述第一強度調制器的光信號的偏振方向對準所述第一強度調制器入射端口的起偏方向；第一強度調制器，與所述第一偏振控制器連接，用于對于接收到的光信號進行強度調制，使得經過強度調制后的光信號產生光載波和調制邊帶，并經過光隔離器入射到第一帶通光濾波器；光隔離器，與所述第一強度調制器連接，用于防止反向而來的受激布里淵散射的泵浦光進入所述第一強度調制器；第一光帶通濾波器，與所述光隔離器連接，用于對于接收到的光信號進行單邊帶處理；色散位移光纖，與所述第一光帶通濾波器連接，用于發生受激布里淵散射；環形器，其第一端口與第三偏振控制器的輸出端口連接，第二端口與所述色散位移光纖的輸出端口連接，第三端口與待測器件的輸入端口連接，用于對于光信號進行路由；待測器件，輸入端口與所述環形器的第三端口連接，輸出端口與光電探測器的輸入端口連接；光電探測器，輸入端口與所述待測器件的輸出端口連接，輸出端口與矢量網絡分析儀的輸入端口連接，用于將所述待測器件9輸出的光信號轉化為電信號輸出給所述矢量網絡分析儀，以對待測器件的頻響進行響應；矢量網絡分析儀，輸入端口與所述光電探測器的輸出端口連接，輸出端口與所述第一強度調制器的射頻端口連接，用于在掃頻模式下測量待測器件的頻率響應，并將其作為所述第一強度調制器的調制信號；第二偏振控制器，輸入端口與所述光耦合器的另一個輸出端口連接，輸出端口與第二強度調制器的輸入端口連接，用于調節所述光耦合器輸出的另一路光信號的偏振態，使得進入所述第二強度調制器的光信號的偏振方向對準所述第二強度調制器入射端口的起偏方向；第二強度調制器，與所述第二偏振控制器連接，用于對于接收到的光信號進行強度調制；第二光帶通濾波器，輸入端口與所述第二強度調制器的輸出端口連接，用于對于接收到的光信號進行邊帶處理；光放大器，輸入端口與所述第二光帶通濾波器的輸出端口連接，用于放大濾波之后的光信號，補償光帶通濾波器引起的光功率的損耗；第三偏振控制器，輸入端口與光放大器的輸出端口連接，輸出端口與環形器的第一端口相連，用于調節濾波后的光信號的偏振態。...

【技術特征摘要】
1.一種基于受激布里淵散射的光矢量網絡分析儀，其特征在于，該分析儀包括：窄線寬激光器，用于提供連續光信號；光耦合器，與所述窄線寬激光器連接，用于將所述窄線寬激光器發出的連續光信號分為等功率的兩路光信號；第一偏振控制器，輸入端口與所述光耦合器的一個輸出端口連接，輸出端口與第一強度控制器的輸入端口連接，用于調節所述光耦合器輸出的一路光信號的偏振態，使得進入所述第一強度調制器的光信號的偏振方向對準所述第一強度調制器入射端口的起偏方向；第一強度調制器，與所述第一偏振控制器連接，用于對于接收到的光信號進行強度調制，使得經過強度調制后的光信號產生光載波和調制邊帶，并經過光隔離器入射到第一光帶通濾波器；光隔離器，與所述第一強度調制器連接，用于防止反向而來的受激布里淵散射的泵浦光進入所述第一強度調制器；第一光帶通濾波器，與所述光隔離器連接，用于對于接收到的光信號進行單邊帶處理，即濾除調制邊帶的上邊帶僅僅剩余下邊帶，其中，所述下邊帶入射到待測器件，用于測試待測器件的幅度和相位響應；色散位移光纖，與所述第一光帶通濾波器連接，用于發生受激布里淵散射；在色散位移光纖內部，泵浦光信號受激布里淵散射效應，所述第一強度調制器的光載波經歷受激布里淵散射的衰減作用，通過調整寬帶微波源和第一光帶通濾波器使強度調制之后的光信號的+1階邊帶的上變頻的布里淵損耗譜落在強度調制后的光信號的光載波位置處，布里淵衰減效應使該光載波功率被衰減，衰減光載波的調制信號再次經過待測器件，測試待測器件的幅度和相位響應，從而扣除高階邊帶引入的測試待測器件的測試誤差；環形器，其第一端口與第三偏振控制器的輸出端口連接，第二端口與所述色散位移光纖的輸出端口連接，第三端口與待測器件的輸入端口連接，用于對于光信號進行路由；待測器件，輸入端口與所述環形器的第三端口連接，輸出端口與光電探測器的輸入端口連接；光電探測器，輸入端口與所述待測器件的輸出端口連接，輸出端口與矢量網絡分析儀的輸入端口連接，用于將所述待測器件輸出的光信號轉化為電信號輸出給所述矢量網絡分析儀，以對待測器件的頻響進行響應；矢量網絡分析儀，輸入端口與所述光電探測器的輸出端口連接，輸出端口與所述第一強度調制器的射頻端口連接，用于在掃頻模式下測量待測器件的頻率響應，并將其作為所述第一強度調制器的調制信號；第二偏振控制器，輸入端口與所述光耦合器的另一個輸出端口連接，輸出端口與第二強度調制器的輸入端口連接，用于調節所述光耦合器輸出的另一路光信號的偏振態，使得進入所述第二強度調制器的光信號的偏振方向對準所述第二強度調制器入射端口的起偏方向；第二強度調制器，與所述第二偏振控制器連接，用于對于接收到的光信號進行強度調制；第二光帶通濾波器，輸入端口與所述第二強度調制器的輸出端口連接，用于對于接收到的光信號進行邊帶處理；光放大器，輸入端口與所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王文亭，李偉，孫文惠，王瑋鈺，劉建國，祝寧華，
申請(專利權)人：中國科學院半導體研究所，
類型：發明
國別省市：北京;11