基于半導體多縱模激光器的光電振蕩器制造技術

本發明專利技術公開了一種基于半導體多縱模激光器的光電振蕩器，光電轉換調制模塊（2）包括光耦合器（3）、光電探測器（4）、電耦合器（5）、電光調制器（6）和光耦合器（7），光耦合器（3）的輸出端分別與光電探測器（4）和電光調制器（6）的輸入端連接，光電探測器（4）的輸出端與電耦合器（5）的輸入端連接，電耦合器（5）的一個輸出端與電光調制器（6）的驅動輸入端，電耦合器（5）上設有另一個輸出端；電光調制器（6）的輸出端與光耦合器（7）的輸入端連接，光耦合器（7）上設有光信號輸出端和一個與半導體多縱模激光器（1）連接的反饋端；半導體多縱模激光器（1）輸出端與光耦合器（3）輸入端連接。本發明專利技術結構簡單，成本低廉、使用方便的能實現頻率可調諧。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及微波技術和光電子
，尤其涉及一種光電振蕩器。
技術介紹
光電振蕩器(0E0 Optoelectronic Oscillator)是一種光、電微波/毫米波信號發生裝置。它的基本結構是利用光源、電光調制器、光電探測器、電濾波器所構成的一個反饋回路，利用長光纖的儲能能力，實現高品質的光、電微波信號產生。目前0E0系統在實用性上尚有需要改進之處，主要問題在于組成系統的各個部分雖然可以有替代方案，但是大多相互獨立，難以整合，因此從系統結構和成本上看不易優化；系統中長光纖能在環路內存儲更多的光場能量，提高產生信號的品質，但是由此也帶來了系統體積龐大，易受外部環境·影響，邊模噪聲難以被濾波器濾除的問題，因此如何在保證性能的前提下簡化系統，降低成本是0E0實用化的關鍵。為了解決0E0系統存在的缺陷，現有技術從結構和方法上進行了改進，但仍存在以下缺點 1)系統簡化方面，目前可以采用直接調制激光器完成0E0系統中的光源和反饋調制部分的功能，但是現有直接調制激光器工作速率不高，難以實現高頻信號的產生，因此這種方案在使用性上有較大的限制； 2)在頻率選擇方面，除了采用傳統的電濾波器，還可采用高Q光子濾波器，以優化長光纖的使用。如在專利“具有光諧振器的光電振蕩器(申請號00803073. I)”中提出采用高Q光子濾波器實現頻率選擇和邊模抑制。這種高Q光子濾波器是由介質材料或光纖結構的的無源光學諧振腔，在同時要求高Q值和大范圍可調諧時性能不理想，而且當Q值很大時，插入損耗也很大；在專利“用有源半導體諧振腔的光電振蕩器(申請號201110072217.X)”中，提出采用有源半導體諧振腔實現頻率選擇，具有很高的Q值并且具有很小的插入損耗，可調諧性得到增強并具有可集成的優勢，但是該器件也僅僅作為頻率選擇器件的一種替代，不能使系統簡化，成本降低；此外，以上兩種方法都存在需要光源與濾波器窗口對準的問題，為系統的實現帶來一定的困難； 3)采用多環路結構抑制邊模。但是多環路結構組成復雜，并且需要使用長光纖，使整個0E0系統體積龐大，穩定性控制困難；
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服上述缺點而提供的一種結構簡單，成本低廉、使用方便的能實現頻率可調諧的基于半導體多縱模激光器的光電振蕩器。本專利技術的目的及解決其主要技術問題是采用以下技術方案來實現的本專利技術的光電振蕩器，包括半導體多縱模激光器和光電轉換調制模塊，其中光電轉換調制模塊包括光率禹合器、光電探測器、電稱合器、電光調制器和光稱合器，光稱合器的輸出端分別與光電探測器和電光調制器的輸入端連接，光電探測器的輸出端與電耦合器的輸入端連接，電耦合器的一個輸出端與電光調制器的驅動輸入端，電I禹合器上設有另一個輸出端；電光調制器的輸出端與光耦合器的輸入端連接，光耦合器上設有光信號輸出端和一個與半導體多縱模激光器連接的反饋端；半導體多縱模激光器輸出端與光耦合器輸入端連接。 上述的基于半導體多縱模激光器的光電振蕩器裝置，其中半導體多縱模激光器為一個半導體環形激光器，由輸出波導，環形增益區和輸入波導構成，增益區為PN結結構。上述的基于半導體多縱模激光器的光電振蕩器裝置，其中半導體多縱模激光器為一個半導體F-P腔激光器，由前腔鏡、增益區、后腔鏡構成，前、后腔鏡可以是半導體材料的解離面，它們具有一定的透過率和反射率，增益區為條形PN結結構；半導體多縱模激光器與光耦合器之間設有三端口光環形器，其上設有端口二、端口三和端口一，端口二與半導體多縱模激光器輸出端、端口三與光耦合器輸入端連接、端口一與光耦合器反饋端連接。上述的基于半導體多縱模激光器的光電振蕩器裝置，其中電光調制器6為半導體電吸收調制器(EAM)或鈮酸鋰強度調制器(MZM)。·本專利技術與現有技術相比，具有明顯的有益效果，從以上技術方案可知本專利技術包括半導體多縱模激光器和光電轉換調制模塊。半導體多縱模激光器輸出一組相鄰頻率差為Aw的多個激光模式，其主振頻率，也即中心頻率在w處，因此所輸出的光場可以表示成為w±n Aw(這里η為整數)。這一組模式注入光電轉換調制模塊后被光耦合器分為兩路并分別與光電探測器和電光調制器的輸入端連接。光電探測器可以檢測出的頻率并形成電信號輸出與電I禹合器的輸入端連接。電I禹合器的一個輸出端與電光調制器的驅動輸入端連接進行電光調制，電I禹合器的另一個輸出端完成光電振蕩器的電信號輸出。電光調制器的輸出與光I禹合器的輸入端連接，光I禹合器具有兩個輸出，一個完成光電振蕩器的光信號輸出，一個反饋注入半導體多縱模激光器。由于半導體多縱模激光器的自注入鎖定作用，非主振模式的光將受到抑制，而的頻率將得到反饋增強，經過多次反饋振蕩后最終產生穩定的，頻率為的光、電微波信號。通過調節半導體多縱模激光器的注入電流或者溫度，頻率Aw的大小會獲得相應調節，進而實現光電振蕩器的頻率可調諧性。半導體多縱模激光器是一個以半導體PN結為增益介質，帶有諧振腔結構的半導體激光器，它能同時輸出一組具有固定頻率差的多個激光模式；在裝置連接上，由半導體多縱模激光器輸出的光場最終將反饋注入半導體多縱模激光器自身。本專利技術利用半導體多縱模激光器來構成一個光電振蕩器裝置，這里的半導體多縱模激光器同時起到了光源和光子濾波器的作用，能夠產生由半導體多縱模激光器輸出模式的頻率差所決定的光、電微波信號，利用半導體多縱模激光器同時完成光載波產生和微波頻率選擇，簡化了系統結構，降低成本并具有頻率可調諧性。附圖說明圖I為本專利技術的結構示意 圖2為使用半導體環形激光器的本專利技術的結構示意 圖3為使用半導體F-P腔激光器的本專利技術的結構示意圖。圖中標記 I、半導體多縱模激光器；2、光電轉換調制模塊；3、光稱合器；4、光電探測器；5、電f禹合器；6、電光調制器；7、光耦合器；8、三端口光環形器；la、輸出波導；lb、環形增益區；lc、輸入波導；ld、前腔鏡；le、增益區；lf、后腔鏡；8a、端口二 ；8b、端口三；8c、端口一。具體實施例方式以下結合附圖及較佳實施例，對依據本專利技術提出的基于半導體多縱模激光器的光電振蕩器的具體實施方式、結構、特征及其功效，詳細說明如下 實施例I: 參照圖1-2,基于半導體多縱模激光器的光電振蕩器,包括半導體多縱模激光器I和光電轉換調制模塊2,光電轉換調制模塊2包 括光稱合器3、光電探測器4、電稱合器5、電光調制器6和光稱合器7,光稱合器3的輸出端分別與光電探測器4和電光調制器6的輸入端連接，光電探測器4的輸出端與電I禹合器5的輸入端連接，電I禹合器5的一個輸出端與電光調制器6的驅動輸入端，電I禹合器5上設有另一個輸出端；電光調制器6的輸出端與光I禹合器7的輸入端連接，光耦合器7上設有光信號輸出端和一個與半導體多縱模激光器I連接的反饋端；半導體多縱模激光器I輸出端與光耦合器3輸入端連接；其中半導體多縱模激光器I為半導體環形激光器，由輸出波導Ia,環形增益區Ib和輸入波導Ic構成,增益區Ib為PN結結構；電光調制器6為半導體電吸收調制器(EAM)。 工作流程為半導體多縱模激光器I從輸出波導Ia輸出中心頻率為W，相鄰模式頻率差為Aw的一組激光模式，這組激光模式可表示為w±nAw (這里η為整數)，通過改變半導體多縱模激光器I的注入電流或者溫度，可以本文檔來自技高網...

【技術保護點】
基于半導體多縱模激光器的光電振蕩器，包括半導體多縱模激光器（1）和光電轉換調制模塊（2），其特征在于：光電轉換調制模塊（2）包括光耦合器（3）、光電探測器（4）、電耦合器（5）、電光調制器（6）和光耦合器（7），光耦合器（3）的輸出端分別與光電探測器（4）和電光調制器（6）的輸入端連接，光電探測器（4）的輸出端與電耦合器（5）的輸入端連接，電耦合器（5）的一個輸出端與電光調制器（6）的驅動輸入端，電耦合器（5）上設有另一個輸出端；電光調制器（6）的輸出端與光耦合器（7）的輸入端連接，光耦合器（7）上設有光信號輸出端和一個與半導體多縱模激光器（1）連接的反饋端；半導體多縱模激光器（1）輸出端與光耦合器（3）輸入端連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：江陽，白光富，
申請(專利權)人：貴州大學，
類型：發明
國別省市：