一种宽带超平坦微波频率梳的产生装置及其产生方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种宽带超平坦微波频率梳的产生装置及其产生方法，其特征在于：包括步骤：一、单波长光源输出光注入到电吸收调制器中，电吸收调制器被射频信号源所驱动，调节射频信号源的电压和电吸收调制器的偏置电压，使电吸收调制器工作在临界状态，光在电吸收调制器中发生强度调制，产生频率间隔等于射频信号源频率的边带平坦的梳状光谱；二、产生的梳状光谱经放大器放大，以补偿电吸收调制器吸收损耗的功率；三、经放大器放大的光注入到光电探测器中进行拍频，产生频率间隔等于射频信号源频率的平坦微波频率梳。本发明专利技术具有结构简单，易于实现，便于调谐等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种宽带超平坦微波频率梳的产生装置及其产生方法
本专利技术涉及微波光子学领域，具体涉及一种宽带超平坦微波频率梳的产生装置及其产生方法。
技术介绍
随着智能通信设备的迅猛普及，无线移动用户呈喷井式暴增，迫切需要移动通信技术快速发展。频率范围在300MHz到300GHz的微波作为一种常用的无线传输载波，并且具有似光性、似声性、共度性、穿透性和信息性等特点，在民用通信、雷达、遥感、医疗、微波测量等领域有着重要应用。优质的微波信号源是一切微波领域应用的基础。传统的电生微波信号技术受到电子器件的限制，很难产生高频稳定的微波信号。随着光电子学与光纤技术的发展，利用光生微波技术能够有效地克服“电子瓶颈”，可以获得电域中难以得到的高频微波。微波频率梳由一系列频率间隔相等的离散微波信号构成，可以在一个频段内同时提供多个不同频率的微波信号。相对于单频微波源，微波频率梳具有谱线数目多、频率范围宽、谱线间距精密度高等优点，在通信、军事、医疗、测量等领域具有更好的应用，受到国内外研究者的广泛关注。在对基于光生微波技术产生微波频率梳的研究中，主要的方法有：利用马赫增德尔调制器对激光进行调制，产生光学频率梳在光电探测器(PD)中拍频获得微波频率梳；利用光电振荡环微波动态锁定激光器产生的光学频率梳，经光电探测器(PD)拍频后微波频率梳；利用光纤中的非线性效应产生光学频率梳，通过PD拍频后，获得微波频率梳；通过级联多个相位调制器产生光学频率梳在PD中拍频获得微波频率梳；基于循环频移回路产生的光学频率梳经PD拍频后获得微波频率梳等。目前已有的微波频率梳方案中，产生的微波频率梳的频谱带宽窄、频率分量较少、频谱平坦度较低。因此，如何产生频谱带宽宽、频率分量多且平坦的微波频率梳变得尤为重要。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种宽带超平坦微波频率梳的产生装置及其产生方法，解决了目前利用光学方法产生微波频率梳频谱带宽窄、频率分量少、频谱不平坦的问题。为了实现上述目标，本专利技术采用如下技术方案：一种宽带超平坦微波频率梳的产生方法，其特征在于：包括步骤：一、单波长光源输出光注入到电吸收调制器中，电吸收调制器被射频信号源所驱动，调节射频信号源的电压和电吸收调制器的偏置电压，使电吸收调制器工作在临界状态，光在电吸收调制器中发生强度调制，产生频率间隔等于射频信号源频率的边带平坦的梳状光谱；二、产生的梳状光谱经光纤放大器放大，以补偿电吸收调制器吸收损耗的功率；三、经光纤放大器放大的光注入到光电探测器中进行拍频，产生频率间隔等于射频信号源频率的平坦微波频率梳。前述的一种宽带超平坦微波频率梳的产生方法，其特征是：所述单波长输入光源为激光二极管。前述的一种宽带超平坦微波频率梳的产生方法，其特征是：所述光纤放大器为掺铒光纤放大器。前述的一种宽带超平坦微波频率梳的产生方法，其特征是：所述射频信号源为电吸收调制器提供驱动电压，射频信号源的频率决定了宽带超平坦微波频率梳的频率间隔。前述的一种宽带超平坦微波频率梳的产生方法，其特征是：所述电吸收调制器为多量子阱电吸收调制器。一种宽带超平坦微波频率梳的产生装置，其特征是：包括单波长光源、电吸收调制器、射频信号源、光纤放大器和光电探测器；所述单波长光源输出光注入到电吸收调制器中，电吸收调制器被射频信号源所驱动，调节射频信号源的电压和电吸收调制器的偏置电压，使电吸收调制器工作在临界状态，光在电吸收调制器中发生强度调制，产生频率间隔等于射频信号源频率的边带平坦的梳状光谱；产生的梳状光谱经光纤放大器放大后注入到光电探测器中进行拍频，产生频率间隔等于射频信号源频率的平坦微波频率梳。前述的一种宽带超平坦微波频率梳的产生装置，其特征是：所述单波长输入光源为激光二极管。前述的一种宽带超平坦微波频率梳的产生装置，其特征是：所述光纤放大器为掺铒光纤放大器。前述的一种宽带超平坦微波频率梳的产生装置，其特征是：所述电吸收调制器为多量子阱电吸收调制器。本专利技术所达到的有益效果：本专利技术利用电吸收调制器的调制临界状态产生宽带超平坦的微波频率梳，具有结构简单，易于实现，便于调谐等优点，无需复杂的参数控制，便可输出宽带平坦的微波频率梳，且产生的微波频率梳具有良好的频谱特性，在频谱带宽、频率分量和平坦度上兼具优势，可以在高速无线通信以及卫星转发器系统中得到重要的应用。附图说明图1是本专利技术微波频率梳产生装置的结构图；图2是RF信号频率为20GHz情况下，得到的边带平坦的梳状光谱和宽带超平坦微波频率梳的频谱图；图3是四组不同驱动电压情况下，得到的宽带超平坦微波频率梳的频谱图；图4是四个不同偏置电压情况下，得到的微波频率梳的频谱图；图5是四个不同光源功率情况下，得到的宽带超平坦微波频率梳的频谱图；图6是四个不同光源线宽情况下，得到的宽带超平坦微波频率梳的频谱图；图7是四个不同EDFA长度情况下，得到的宽带超平坦微波频率梳的频谱图；图8是四个不同EDFA泵浦功率情况下，得到的宽带超平坦微波频率梳的频谱图；图9是四个不同PD响应度情况下，得到的宽带超平坦微波频率梳的频谱图；附图中标记的含义：激光二极管-LD、多量子阱电吸收调制器-MQW-EAM、射频信号源-RF、掺铒光纤放大器-EDFA、光电探测器-PD、光谱分析仪-OSA、频谱分析仪-ESA。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，一种宽带超平坦微波频率梳的产生装置，包括单波长光源、电吸收调制器、射频信号源RF、光纤放大器、光电探测器；所述单波长光源输出光注入到电吸收调制器中，电吸收调制器被射频信号源所驱动，产生的光谱可在光谱分析仪OSA中观察，调节射频信号源的电压和电吸收调制器的偏置电压，使电吸收调制器工作在临界状态，光在电吸收调制器中发生强度调制，产生频率间隔等于射频信号源频率的边带平坦的梳状光谱，；产生的梳状光谱经光纤放大器放大后注入到光电探测器中进行拍频，产生的频谱注入到频谱分析仪ESA中，可观察到频率间隔等于射频信号源频率的平坦微波频率梳。所述单波长输入光源为激光二极管LD；所述光纤放大器为掺铒光纤放大器EDFA；所述电吸收调制器为多量子阱电吸收调制器MQW-EAM。一种宽带超平坦微波频率梳的产生方法，包括步骤如下所示：一、激光二极管LD作为输入光源，其输出光注入到多量子阱电吸收调制器MQW-EAM中，MQW-EAM被射频信号源RF所驱动，调节RF信号的电压VRF和MQW-EAM的偏置电压Vb，使MQW-EAM工作在临界状态，光在MQW-EAM中发生强度调制，产生频率间隔等于射频信号源频率的边带平坦的梳状光谱；二、产生的梳状光谱经掺铒光纤放大器EDFA放大，以补偿MQW-EAM吸收损耗的功率；三、经掺铒光纤放大器EDFA放大的光注入到光电探测器PD中进行拍频，产生频率间隔等于射频RF信号频率的平坦微波频率梳；射频信号源RF为多量子阱电吸收调制器MQW-EAM提供驱动电压，射频信号源的频率决定了宽带超平坦微波频率梳的频率间隔；MQW-EAM工作在反向偏置状态，其调制深度与RF信号的电压VRF和MQW-EAM的偏置电压Vb大小有关，当Vb较小时，激光二极管LD的输出光经多量子阱电吸收调制器MQW本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宽带超平坦微波频率梳的产生方法，其特征在于：包括步骤：一、单波长光源输出光注入到电吸收调制器中，电吸收调制器被射频信号源所驱动，调节射频信号源的电压和电吸收调制器的偏置电压，使电吸收调制器工作在临界状态，光在电吸收调制器中发生强度调制，产生频率间隔等于射频信号源频率的边带平坦的梳状光谱；二、产生的梳状光谱经光纤放大器放大，以补偿电吸收调制器吸收损耗的功率；三、经光纤放大器放大的光注入到光电探测器中进行拍频，产生频率间隔等于射频信号源频率的平坦微波频率梳。

【技术特征摘要】
1.一种宽带超平坦微波频率梳的产生方法，其特征在于：包括步骤：一、单波长光源输出光注入到电吸收调制器中，电吸收调制器被射频信号源所驱动，调节射频信号源的电压和电吸收调制器的偏置电压，使电吸收调制器工作在临界状态，光在电吸收调制器中发生强度调制，产生频率间隔等于射频信号源频率的边带平坦的梳状光谱；二、产生的梳状光谱经光纤放大器放大，以补偿电吸收调制器吸收损耗的功率；三、经光纤放大器放大的光注入到光电探测器中进行拍频，产生频率间隔等于射频信号源频率的平坦微波频率梳。2.根据权利要求1所述的一种宽带超平坦微波频率梳的产生方法，其特征是：所述单波长输入光源为激光二极管。3.根据权利要求1所述的一种宽带超平坦微波频率梳的产生方法，其特征是：所述光纤放大器为掺铒光纤放大器。4.根据权利要求1所述的一种宽带超平坦微波频率梳的产生方法，其特征是：所述射频信号源为电吸收调制器提供驱动电压，射频信号源的频率决定了宽带超平坦微波频率梳的频率间隔。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李培丽，沈聪，
申请(专利权)人：南京邮电大学，南京邮电大学南通研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32