[发明专利]基于交叉偏振调制的光控微波调相器

说明书

技术领域

本发明属于微波光子学领域，更具体的说是一种基于交叉偏振调制的光控微波调相器。

背景技术

20世纪80年代以来，随着微波信号的光调制技术和半导体光电子技术的发展，科研人员将光传输系统应用于光控相控雷达系统的构想得到了迅速发展。由于光载波的频率极高，并且光线路具有稳定传输的优点，微波带宽相对于光载波的频率则非常小，在光控相控雷达中应用移相器可以克服微波传输的不足，于是产生了光控相控雷达技术。移相技术是光控相控雷达中的关键技术，其功能主要是实现对微波信号的可控相移。可控的微波光子移相器相对于电子移相器具有显著的体积和重量优势。因而，研究相移精度高，性能稳定的微波光子移相器具有重大的意义。目前，微波光子移相器实现快速相位控制是一大难题。

综上所述，为了解决上述面临的技术瓶颈，满足光控相控雷达中的需求，基于交叉偏振调制的光控微波移相器应运而生。

发明内容

本发明要解决光控相控雷达中的微波光子移相器的快速调相的困难问题。并且实现宽带范围内的微波光子移相器。

本发明公开了一种基于交叉偏振调制的光控宽带微波调相器装置，包括：

第一激光源，其用于产生光载波，并输出给偏振调制器；

偏振调制器，其用于对所述光载波进行外调制；

本振微波源，其用于为偏振调制器提供驱动信号源；

光带通滤波器，其用于对所述偏振调制器调制后的光信号进行选择输出，只保留偏振态相互垂直的载波和正一阶边带；

第二激光源，其用于提供泵浦光信号；

光开关，其用于对所述泵浦光信号进行快速的通过与断开；

光耦合器，其用于将所述偏振态相互垂直的载波和正一阶边带光信号与所述泵浦光信号进行耦合后输出给高非线性光纤；

高非线性光纤k，其用于在所述泵浦光信号的诱导下使得所述偏振态相互垂直的载波和正一阶边带光信号产生光克尔效应，实现对所述载波和正一阶边带光信号的交叉偏振调制；

光起偏器，其用于将所述高非线性光纤输出的光信号中的所述载波和正一阶边带光信号投影到一个偏振态上；

光带阻滤波器，其用于滤除光起偏器输出的光信号中的泵浦光信号，并将所述载波和正一阶边带光信号输出给光电探测器；

光电探测器，其用于对所述载波和正一阶边带光信号进行差频，实现光电转换，生成相位调制的微波信号。

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

该基于交叉偏振调制的光控宽带微波光子移相器/调相器系统结构简单，能够实现快速调相，调相速度由光开关速度影响。功耗低，并且兼容性强。

附图说明

图1是本发明中基于交叉偏振调制的光控宽带微波移相器结构示意图；

图2是本发明中基于交叉偏振调制的光控宽带微波移相器偏振调制器偏振态以及高非线性光纤中偏振态示意图；

图3是本发明中基于交叉偏振调制的光控宽带微波移相器的相位图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

图1示出了本发明中基于交叉偏振调制的光控宽带微波移相器/调相器的结构示意图，如图1所示，所述基于交叉偏振调制的光控宽带微波移相器/调相器的装置，包括：

激光源a，其用于产生光载波，并输出给偏振调制器b；

偏振调制器b，其用于根据本振微波源输出的驱动信号源对第一激光源a进行交叉偏振调制，产生偏振态相互垂直的载波与边带并输出给光带通滤波器d；

本振微波源c，其用于作为偏振调制器b的驱动信号源；

光带通滤波器d，其用于对调制后的光信号进行选择输出，只保留偏振垂直的载波和正一阶边带，并将滤波后的光信号输出给偏振控制器e；

偏振控制器e，其用于对输入的光信号的偏振态进行控制，并将光信号输出给光耦合器j，以保证所述载波或边带的偏振态与高非线性光纤k产生的慢轴或者快轴方向平行；

激光源f，其用于提供光信号给光放大器g，其作为在高非线性光纤k中产生光克尔效应的泵浦光；

掺饵光纤光放大器g，其用于将激光源f的光信号进行放大，以满足高非线性光纤k中产生光克尔效应的光功率要求，并且通过控制光放大器g的放大倍数，控制光开关h对泵浦光的通过与限制，即控制光开关的打开与断开；

光开关h，其用于对输入光信号进行快速的通过与断开，并输出给偏振控制器i；