本發(fā)明專利技術(shù)提出了一種利用長(zhǎng)波長(zhǎng)垂直腔激光器的低噪聲光子微波源裝置，其包括：外光注入模塊和雙腔反饋模塊，所述外光注入模塊由可調(diào)激光源、凸透鏡、半透半反鏡、光功率計(jì)、第一偏振控制器、光隔離器和單模1550nm-垂直腔半導(dǎo)體激光器組成，所述雙腔反饋模塊由半透半反鏡、第三反射鏡、第四反射鏡、第二偏振控制器、第三偏振控制器和用于降低光功率至適當(dāng)值的可變衰減器組成。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及信息
，尤其是涉及一種基于外光注入和雙腔反饋長(zhǎng)波長(zhǎng)垂直腔半導(dǎo)體激光器的全光光子微波信號(hào)裝置。
技術(shù)介紹
微波產(chǎn)生技術(shù)在現(xiàn)代通信、軍事、雷達(dá)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。近年來(lái)，光子微波技術(shù)作為一種新興的產(chǎn)生微波信號(hào)的技術(shù)受到關(guān)注，它在光載無(wú)線通信(Radio-over-Fiber，ROF)、手機(jī)的4G、5G技術(shù)等領(lǐng)域都有誘人的應(yīng)用前景。現(xiàn)有光子微波的產(chǎn)生方式基本可以分為純電子、光電混合和全光方式三大類.對(duì)于純電子方式，可以利用晶體振蕩產(chǎn)生種子微波，再通過(guò)諧振獲取高頻信號(hào)，但這類方式存在著電子瓶頸的問(wèn)題，難以產(chǎn)生高頻微波或成本高昂。隨著信息時(shí)代的發(fā)展，人們對(duì)信息容量的要求越來(lái)越高，對(duì)載波頻率的要求也隨之大幅升高，而直接利用純電子方式難以經(jīng)濟(jì)地產(chǎn)生高頻微波信號(hào)。對(duì)于電光混合方案，一般是利用電光效應(yīng)，把電壓加到電光晶體上，電光晶體的折射率將發(fā)生變化，進(jìn)而引起通過(guò)該晶體的光波特性的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的相位、幅度、強(qiáng)度以及偏振狀態(tài)的調(diào)制。常用的直接調(diào)制法，雖然可以使電信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)從而讓信號(hào)不受其他電信號(hào)干擾，降低傳輸損失。但從產(chǎn)生微波源的角度來(lái)說(shuō)，此方法本質(zhì)還是電子學(xué)的方式，存在著電子瓶頸的問(wèn)題。當(dāng)延展到高頻微波范圍時(shí)，仍然面臨著技術(shù)復(fù)雜，成本高昂的問(wèn)題。在利用全光方式產(chǎn)生光子微波的領(lǐng)域，目前主要有光外差法和基于雙模半導(dǎo)體激光器的光子微波產(chǎn)生辦法。光外差法由兩個(gè)不同波長(zhǎng)的光波注入光電探測(cè)器，利用拍頻獲得一定頻率的光子微波信號(hào)。對(duì)1550nm的激光來(lái)說(shuō)，它主要的缺點(diǎn)是其所產(chǎn)生的是兩束獨(dú)立的激光，由于兩束光的相位不相關(guān)導(dǎo)致產(chǎn)生的信號(hào)噪聲較大。為解決相位噪聲的問(wèn)題，需要高相干性的光源或者專門(mén)的OPLLs等技術(shù)對(duì)兩獨(dú)立激光源進(jìn)行處理，這些無(wú)疑提高了技術(shù)難度和成本。此外，雙模半導(dǎo)體激光器是一種特殊的激光器，需要專門(mén)設(shè)計(jì)，制作工藝復(fù)雜，同時(shí)它也需要額外的相位鎖定技術(shù)來(lái)獲取低相位噪聲的光子微波。實(shí)踐中，鎖定通常不夠完美，且會(huì)限制光子微波波頻的可調(diào)諧性。可見(jiàn)，以上所提及的各方案都難以獲取窄線寬、低相位噪聲、低成本的光子微波。因此，急需探索發(fā)展新型的光子微波產(chǎn)生裝置。垂直腔半導(dǎo)體激光器是一種發(fā)展非常迅速的新型半導(dǎo)體激光器，在光電子技術(shù)的許多領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用，它具有高度可集成性、模式匹配度高、低成本等優(yōu)勢(shì)。如果利用垂直腔兩個(gè)天然的正交振蕩模式，并結(jié)合光注入方法是可以獲得光子微波的。通過(guò)調(diào)節(jié)兩個(gè)光路的光程可使光子微波頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)，調(diào)節(jié)系統(tǒng)參量可以控制光子微波功率以及調(diào)制深度，再加入雙腔反饋對(duì)線寬進(jìn)行壓窄，從而產(chǎn)生所需的窄線寬、低噪聲、低成本光子微波。鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本專利技術(shù)的主要目的是提供一種利用長(zhǎng)波長(zhǎng)垂直腔激光器的低噪聲光子微波源裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提出一種利用長(zhǎng)波長(zhǎng)垂直腔激光器的低噪聲光子微波源裝置，一定程度上解決了現(xiàn)有技術(shù)制作工藝復(fù)雜的問(wèn)題。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種利用長(zhǎng)波長(zhǎng)垂直腔激光器的低噪聲光子微波源裝置，其包括：外光注入模塊和雙腔反饋模塊，所述外光注入模塊由可調(diào)激光源、凸透鏡、半透半反鏡、光功率計(jì)、第一偏振控制器、光隔離器和單模1550nm-垂直腔半導(dǎo)體激光器組成，所述雙腔反饋模塊由半透半反鏡、第三反射鏡、第四反射鏡、第二偏振控制器、第三偏振控制器和用于降低光功率至適當(dāng)值的可變衰減器組成，所述光隔離器包括第一光隔離器和第二光隔離器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)有益效果如下：1.采用基于垂直腔激光器的全光方案，突破了純電子方式的頻率瓶頸限制。且無(wú)需昂貴的電子微波源，從而避免其他種方案中電子信號(hào)的干擾以及高頻電子微波源成本高昂的缺點(diǎn)。2.采用雙腔反饋的方式使獲得光子微波信號(hào)的噪聲側(cè)峰得到很好地抑制，從而使獲得的光子微波信號(hào)具有信噪比高的突出優(yōu)點(diǎn)。3.系統(tǒng)方案可產(chǎn)生的微波信號(hào)頻率高于30GHz，信號(hào)寬度小于1MHz；該信號(hào)具有噪聲低，線寬窄，相干性好的特點(diǎn)。本專利技術(shù)進(jìn)一步的改進(jìn)如下：進(jìn)一步地，利用長(zhǎng)波長(zhǎng)垂直腔激光器的低噪聲光子微波源裝置還包括位于雙腔反饋模塊外的第一反射鏡、第二反射鏡、光譜分析儀和頻譜分析儀。進(jìn)一步地，所述凸透鏡包括位于可調(diào)激光源和偏振控制器之間的第一凸透鏡。進(jìn)一步地，所述外光注入模塊的半透半反鏡包括位于第一偏振控制器和第一反射鏡之間的第一半透半反鏡。進(jìn)一步地，所述外光注入模塊的半透半反鏡包括位于第一半透半反鏡和第一光隔離器之間的第二半透半反鏡。進(jìn)一步地，所述外光注入模塊的半透半反鏡包括第三半透半反鏡和位于第三半透半反鏡與第二光隔離器之間的第四半透半反鏡。進(jìn)一步地，所述凸透鏡包括位于單模1550nm-垂直腔半導(dǎo)體激光器和第三半透半反鏡之間的第二凸透鏡。進(jìn)一步地，所述雙腔反饋模塊的半透半反鏡包括第六半透半反鏡和第七半透半反鏡。進(jìn)一步地，所述第二偏振控制器位于第六半透半反鏡和第七半透半反鏡之間。進(jìn)一步地，所述第三偏振控制器位于第三反射鏡和第四反射鏡之間。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術(shù)利用長(zhǎng)波長(zhǎng)垂直腔激光器的低噪聲光子微波源裝置的結(jié)構(gòu)圖；圖2為圖1所示雙腔反饋的結(jié)構(gòu)圖。其中：TSL：可調(diào)激光源，CL1、CL2：凸透鏡，PC1：偏振控制器，STM1、STM2、STM3、STM4、STM5：半透半反鏡，RM1、RM2：反射鏡，OI1、OI2：光隔離器，PM：光功率計(jì)，OSA：光譜分析儀，ESA：頻譜分析儀，VA:可變衰減器，PC2、PC3：偏振控制器，STM6、STM7：半透半反鏡，RM3、RM4、RM5：反射鏡。具體實(shí)施方式下面將結(jié)合本專利技術(shù)實(shí)施例中的附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本專利技術(shù)的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本專利技術(shù)中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本專利技術(shù)保護(hù)的范圍。如圖1至圖2所示，本專利技術(shù)的一種利用長(zhǎng)波長(zhǎng)垂直腔激光器的低噪聲光子微波源裝置，其分為兩大模塊：外光注入模塊、雙腔反饋模塊....
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種利用長(zhǎng)波長(zhǎng)垂直腔激光器的低噪聲光子微波源裝置，其特征在于，包括：外光注入模塊和雙腔反饋模塊，所述外光注入模塊由可調(diào)激光源、凸透鏡、半透半反鏡、光功率計(jì)、第一偏振控制器、光隔離器和單模1550nm?垂直腔半導(dǎo)體激光器組成，所述雙腔反饋模塊由半透半反鏡、第三反射鏡、第四反射鏡、第二偏振控制器、第三偏振控制器和用于降低光功率至適當(dāng)值的可變衰減器組成，所述光隔離器包括第一光隔離器和第二光隔離器。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種利用長(zhǎng)波長(zhǎng)垂直腔激光器的低噪聲光子微波源裝置，其
特征在于，包括：外光注入模塊和雙腔反饋模塊，所述外光注入模塊
由可調(diào)激光源、凸透鏡、半透半反鏡、光功率計(jì)、第一偏振控制器、
光隔離器和單模1550nm-垂直腔半導(dǎo)體激光器組成，所述雙腔反饋模
塊由半透半反鏡、第三反射鏡、第四反射鏡、第二偏振控制器、第三
偏振控制器和用于降低光功率至適當(dāng)值的可變衰減器組成，所述光隔
離器包括第一光隔離器和第二光隔離器。
2.如權(quán)利要求1所述的利用長(zhǎng)波長(zhǎng)垂直腔激光器的低噪聲光子
微波源裝置，其特征在于：還包括位于雙腔反饋模塊外的第一反射鏡、
第二反射鏡、光譜分析儀和頻譜分析儀。
3.如權(quán)利要求1所述的利用長(zhǎng)波長(zhǎng)垂直腔激光器的低噪聲光子
微波源裝置，其特征在于：所述凸透鏡包括位于可調(diào)激光源和偏振控
制器之間的第一凸透鏡。
4.如權(quán)利要求1所述的利用長(zhǎng)波長(zhǎng)垂直腔激光器的低噪聲光子
微波源裝置，其特征在于：所述外光注入模塊的半透半反鏡包括位于
第一偏振控制器和第一反射鏡之間的第一半透半反鏡。
5.如權(quán)利要求4所述的利用長(zhǎng)波長(zhǎng)垂直腔激光器的低噪聲光子...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：吳加貴，倪冬原，張悅，唐曦，鄧濤，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：西南大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：重慶;50
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