一种宽调谐单通带微波光子滤波器制造技术

本发明专利技术公开了一种宽调谐单通带微波光子滤波器，包括可调谐激光器光源和光纤耦合器；所述可调谐激光器光源通过偏振控制器PC1连接有偏振调制器，所述偏振调制器通过偏振控制器PC2连接有偏振分束器，所述偏振分束器其中一路通过偏振控制器PC3与光纤耦合器连接，另一路通过偏振控制器PC4连接有半导体激光器，所述半导体激光器与光纤耦合器连接，所述光纤耦合器连接有光电探测器，所述光电探测器通过矢量网络分析仪与偏振调制器连接。量网络分析仪与偏振调制器连接。量网络分析仪与偏振调制器连接。

【技术实现步骤摘要】
一种宽调谐单通带微波光子滤波器


[0001]本专利技术涉及一种宽调谐单通带微波光子滤波器，属于微波光子学


技术介绍

[0002]滤波是信号处理的首要环节，通过单通带滤波器将有用信号从噪声或干扰信号中提取出来可以有效降低后续信号处理的难度和成本。当前随着频谱资源的日益紧张，接收端的保护频段不断变窄，接收环境越来越恶劣，为保证系统正常工作，迫切需要高性能滤波器，然而传统电滤波器受电子瓶颈制约，在调谐范围、带宽改变等方面存在较大局限，在此背景下，微波光子滤波器应运而生。
[0003]微波光子滤波器是指经过特殊设计，能对微波信号进行滤波处理的光子系统。相比传统电滤波器在电域范围内处理微波信号，微波光子滤波器是在光域内处理微波信号，其具有工作频率高、带宽大、抗电磁干扰等优势，是未来信号处理领域重要的研究方向。
[0004]目前主流的单通带光子滤波器是基于相位调制到强度调制转换(Phase Modulation to Intensity Modulation Conversion、PM
‑
IM)技术实现，即将光域内的单通带光滤波器通过频谱映射机制映射到电域内的微波光子滤波器，所形成的微波光子滤波器的频响形状跟光滤波器频响形状相同。常用的光滤波有受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering、SBS)[i]、半导体光放大器(Semiconductor Optical Amplifier、SOA)[ii]、法布里
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珀罗(Fabry
>‑
Perot Laser、FP) 激光器[iii]和分布反馈式半导体激光器（Distributed Feedback Laser、DFB）[iv]等。相比其他光滤波器，基于半导体激光器(DFB)构建的单通带微波光子滤波器具有结构紧凑、调谐范围较大且潜在可集成等优点。
[0005]在先技术[v]中张婷婷等人基于相位调制光信号注入半导体激光器构建了单通带微波光子滤波器，实现了12.8 GHz
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40.1 GHz的调谐范围，但受光注入半导体激光器腔内非线性效应的限制，调谐范围无法下探至0，限制了其在通信领域中的应用。
[0006]在先技术[vi]中朱华涛等人基于单边带光信号注入半导体激光器构建了单通带微波光子滤波器，实现了10 GHz
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39 GHz的调谐范围，但受方案所用可编程光学滤波器滚降系数非理想的限制，该方案的单通带微波光子滤波器的调谐范围无法下探至0。此外，系统使用的可编程光学滤波器成本高，难普及使用。
[0007]因此，为应对信息通信等领域对微波信号处理技术需求的提升，研制调谐范围从0开始的宽调谐单通带微波光子滤波器，是该领域亟需解决的一个问题。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种宽调谐单通带微波光子滤波器，消除了光注入激光器腔内非线性效应对光注入型单通带微波光子滤波器调谐范围的影响且避免使用高成本的可编程光滤波器，实现了0到40GHz的调谐范围。
[0009]一种宽调谐单通带微波光子滤波器，包括可调谐激光器光源和光纤耦合器；所述可调谐激光器光源通过偏振控制器PC1连接有偏振调制器，所述偏振调制器
通过偏振控制器PC2连接有偏振分束器，所述偏振分束器其中一路通过偏振控制器PC3与光纤耦合器连接，另一路通过偏振控制器PC4连接有半导体激光器，所述半导体激光器与光纤耦合器连接，所述光纤耦合器连接有光电探测器，所述光电探测器通过矢量网络分析仪与偏振调制器连接。
[0010]进一步地，所述偏振调制器、偏振控制器PC2和偏振分束器构成载波抑制的双边带模块。
[0011]进一步地，所述可调谐激光器光源用作主激光器，所述半导体激光器用作从激光器。
[0012]进一步地，所述偏振调节器PC1用于将可调谐激光器光源输出的光载波的偏振态和偏振调制器的主轴调节呈45
°
。
[0013]进一步地，所述光载波通过偏振调制器是被矢量网络分析仪输出的射频信号调制，产生偏振调制光信号。
[0014]进一步地，所述偏振调制光信号进入偏振分束器通过偏振调节器PC2分为一路包括光载波，另一路包括
±
1阶光学边带。
[0015]与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：本专利技术消除了光注入激光器腔内非线性效应对光注入型单通带微波光子滤波器调谐范围的影响且避免使用高成本的可编程光滤波器，实现了0到40GHz的调谐范围。
附图说明
[0016]图1是本专利技术宽调谐单通带微波光子滤波器系统结构图；图2是本专利技术宽调谐单通带微波光子滤波器工作原理图；图3是本专利技术图 3(a)PolM输出的偏振调制光信号；(b)和(c)表示PBS输出光信号；图4是本专利技术单通道微波光子滤波器调谐时的频响曲线（a）及通带宽度变化曲线（b）。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0018]如图1所示，公开了一种宽调谐单通带微波光子滤波器，包括可调谐激光器光源、偏振调制器、偏振分束器、光环形器、半导体激光器、光纤耦合器、四个偏振控制器（PC1、PC2、PC3、PC4)、光电探测器和矢量网络分析仪组成；所述可调谐激光器光源通过偏振控制器PC1连接有偏振调制器，所述偏振调制器通过偏振控制器PC2连接有偏振分束器，所述偏振分束器其中一路通过偏振控制器PC3与光纤耦合器连接，另一路通过偏振控制器PC4连接有半导体激光器，所述半导体激光器与光纤耦合器连接，所述光纤耦合器连接有光电探测器，所述光电探测器通过矢量网络分析仪与偏振调制器连接。
[0019]其中可调谐激光器光源用作主激光器，半导体激光器用作从激光器，偏振调制器、偏振控制器PC2和偏振分束器构成载波抑制的双边带模块；如图2所示，本技术方案工作原理如下：
通过偏振调节器PC1调节主激光器(TLS)输出的光载波（）的偏振态，使其偏振态和偏振调制器（PolM）的主轴呈45
°
。光载波通过偏振调制器（PolM）时被矢量网络分析仪（VNA）输出的射频信号调制，产生偏振调制光信号（图2中B点所示），其内含偏振态相互垂直的光载波（B点蓝色箭头线所示）和
±
1阶光学边带（B点两个红色矩形所示）。偏振调制光信号通过偏振调节器PC2进入偏振分束器（PBS），调节振调节器PC2，使得偏振调制光被偏振分束器PBS分成两路，其中一路只含光载波(图2中C点所示)，另一路只含
±
1阶光学边带(图2中D点所示)。将只含
±
1阶光学边带的光信号通过偏振调节器PC4后注入从激光器（DFB），调节偏振调节器PC4使得
±
1阶光学边带的光信号的偏振态和从激光器的偏振态相同，利用从半导体激光器（DFB）的频率选择放大特性，落入半导体激光器DFB增益谱范围内的光学边带将被选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽调谐单通带微波光子滤波器，其特征在于，包括可调谐激光器光源和光纤耦合器；所述可调谐激光器光源通过偏振控制器PC1连接有偏振调制器，所述偏振调制器通过偏振控制器PC2连接有偏振分束器，所述偏振分束器其中一路通过偏振控制器PC3与光纤耦合器连接，另一路通过偏振控制器PC4连接有半导体激光器，所述半导体激光器与光纤耦合器连接，所述光纤耦合器连接有光电探测器，所述光电探测器通过矢量网络分析仪与偏振调制器连接。2.根据权利要求1所述的宽调谐单通带微波光子滤波器，其特征在于，所述偏振调制器、偏振控制器PC2和偏振分束器构成载波抑制的双边带模块。3.根据权利要求1所述的宽调谐单通带微波光子滤波器，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李元栋，李玉东，顾因，刘源，向阳，张文莉，耿璜，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军军事交通学院镇江校区，
类型：发明
国别省市：