[发明专利]一种高功率超平坦微波频率梳的产生装置及方法

权利要求书

1.一种高功率超平坦微波频率梳的产生装置，其特征在于，包括可调谐激光源TLS、光学耦合器OC、偏振复用正交相移键控DP-QPSK调制器、射频驱动信号RF、光放大器OA、带通滤波器BPF、光电探测器PD、光谱分析仪OSA和电谱分析仪ESA；

所述可调谐激光源TLS产生种子光源，并进入光学耦合器OC；

所述光学耦合器OC分光比为1:9，可调谐激光源TLS发出的种子光源经过光学耦合器后，90％的光再次进入环路，作为下一次回路的输入光源；

所述射频驱动信号RF为DP-QPSK调制器提供驱动电压；

所述偏振复用正交相移键控DP-QPSK调制器对光学耦合器OC输出的光进行调制，将频率单一的光调制为2/3/4根功率相等、频率间隔等于2倍或1倍射频驱动信号RF频率Δf的光；

所述光放大器OA将经过DP-QPSK调制器调制的光放大至种子光源水平；

所述带通滤波器BPF滤除经光放大器OA放大后的光梳的带外噪声；

经带通滤波器BPF过滤后的光梳在光电探测器PD中发生拍频，从而得到微波频率梳；

所述光谱分析仪OSA用于测量回路输出端光信号的大小；

所述电谱分析仪ESA用于测量回路输出的光经过PD拍频后得到的电信号。

2.根据权利要求1所述的一种高功率超平坦微波频率梳的产生装置，其特征在于，所述可调谐激光源TLS为激光二极管。

3.根据权利要求1所述的一种高功率超平坦微波频率梳的产生装置，其特征在于，所述带通滤波器为宽带可调谐带通滤波器。

4.利用权利要求1至3任意一项所述的一种高功率超平坦微波频率梳的产生装置产生微波频率梳的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)设置可调谐激光源的中心频率为193.1THz，光功率为0dBm，初始相位为0，线宽为10MHz；射频驱动信号RF的频率为10GHz；DP-QPSK调制器中的半波电压3.5V、光插入损耗13dB、电移相器相移为0°、下面主电移相器相移为30°；光电探测器PD的响应度为1A/W；

2)可调谐激光源TLS产生种子光源f₀，通过光学耦合器OC入射到光学回路中的DP-QPSK调制器中；

3)光在DP-QPSK调制器中发生强度调制，通过控制DP-QPSK调制器中子马赫曾德尔调制器的偏置电压和相邻马赫曾德尔调制器之间的相位差，产生频率间隔等于1倍、2倍或4倍射频信号RF频率的光梳；

4)产生的光梳经光放大器OA放大，放大至种子光源水平；

5)经光放大器OA放大后的光梳注入到带通滤波器BPF中滤除带外噪声；

6)经过带通滤波器BPF后的光梳与种子光源耦合作为下一次回路的输入光源；循环N次后，根据DP-QPSK调制器偏置电压和相位的不同，分别获得频率间隔等于1倍RF频率或2倍RF频率的光梳；当光学回路达到稳态后，获得带宽宽、稳定的光梳；所述光学回路达到稳态是指光梳功率较上一次变化率低于10^-4；

7)将光梳注入到光电探测器PD中拍频，产生频率范围为Δf～3NΔf、谱线间距为Δf、带宽为3NΔf或频率范围为2Δf～4NΔf、谱线间距为2Δf、带宽为4NΔf的微波频率梳。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中，种子光源的波长为处于光纤的最低损耗波长1550nm处。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤5)中，N为Optisystem软件能循环的极限次数。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中，设置DP-QPSK调制器的上QPSK中两个子马赫增德尔调制器之间相位差为0°、子马赫曾德尔调制器的偏置电压均为0V、半波电压为0V，产生2根功率相等的光。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中，设置DP-QPSK调制器的上QPSK中两个子马赫增德尔调制器之间相位差为45°、子马赫曾德尔调制器的偏置电压均为0V、半波电压均为0.8V，产生3根功率相等的光。

9.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中，设置DP-QPSK调制器的上QPSK中两个子马赫增德尔调制器之间相位差为0°、子马赫曾德尔调制器的偏置电压均为2V、半波电压为1V，产生4根功率相等的光。