[发明专利]一种产生宽带微波频率梳的装置及方法

权利要求书

1.一种产生宽带微波频率梳的装置，其特征在于，该装置包括：种子频率梳模块，第一光分束器，光脉冲注入模块，光环形器，第二半导体激光器DFB-SL2，其中，种子频率梳模块中信号源直接调制第一半导体激光器DFB-SL1产生种子频率梳信号；种子频率梳模块中信号源输出调制频率f_m和调制功率P_m均可调的调制信号，直接电流调制第一半导体激光器DFB-SL1的工作电流，第一半导体激光器DFB-SL1输出一个梳距可调的微波种子频率梳信号；第一光分束器FC1将种子频率梳信号分成两路，其中一路信号进入光脉冲注入模块，另一路信号进入微波频率梳探测模块；光脉冲注入模块包括：掺铒光纤放大器EDFA、偏振控制器PC、可变光衰减器VA、第二光分束器FC2、光功率计PM，掺铒光纤放大器EDFA放大第一半导体激光器DFB-SL1产生的种子频率梳信号；偏振控制器PC匹配第一半导体激光器DFB-SL1和第二半导体激光器DFB-SL2的偏振态；可变光衰减器VA调节注入的种子频率梳信号功率的大小后输入光环形器OC单向注入种子频率梳到第二半导体激光器DFB-SL2；光脉冲注入模块的输出信号通过光环形器OC将种子频率梳信号单向注入到第二半导体激光器DFB-SL2，第二半导体激光器DFB-SL2输出梳距连续可调、梳线从低频到高频均十分平坦的宽带微波频率梳信号；所述微波频率梳探测模块用于探测种子频率梳和半导体激光器输出的微波频率梳的性能，包括：第三光分束器FC3、第一光电探测器PD1、第二光电探测器PD2、数字示波器OSC、频谱分析仪ESA，第一半导体激光器DFB-SL1输出的种子频率梳信号和第二半导体激光器DFB-SL2输出的微波频率梳信号通过第三光分束器FC3分别分成两路；两路微波频率梳信号分别经第一光电探测器PD1和第二光电探测器PD2转换为电信号后，输入数字示波器OSC和频谱分析仪ESA，数字示波器探测微波频率梳的时间序列，频谱分析仪探测微波频率梳的功率谱及单边带相位噪声；两路种子频率梳信号分别进入第一光电探测器PD1和第二光电探测器PD2转换为电信号后，输入数字示波器和频谱分析仪ESA，数字示波器探测种子频率梳信号的时间序列，频谱分析仪探测种子频率梳信号的功率谱及单边带相位噪声。

2.一种产生宽带微波频率梳的方法，其特征在于，信号源MFS输出调制频率f_m和调制功率P_m均可调的调制信号，直接调制第一半导体激光器DFB-SL1的工作电流，使第一半导体激光器DFB-SL1输出一个梳距随f_m变化的微波种子频率梳，输入第一光分束器FC1；FC1将种子频率梳分成两路，其中一路信号进入微波频率梳探测模块，另一路信号进入光脉冲注入模块，光脉冲注入模块对微波种子频率梳进行放大、偏振、分路处理后通过光环形器单向注入到第二半导体激光器DFB-SL2中，促使第二半导体激光器DFB-SL2输出梳距连续可调、梳线从低频到高频均十分平坦的宽带、纯净微波频率梳信号；

所述光脉冲注入模块中掺铒光纤放大器EDFA放大第一半导体激光器DFB-SL1产生的种子频率梳信号，偏振控制器PC匹配第一半导体激光器DFB-SL1和第二半导体激光器DFB-SL2的偏振态，可变光衰减器VA调节注入的种子频率梳信号功率的大小后输入光环形器OC单向注入种子频率梳到第二半导体激光器DFB-SL2；

所述微波频率梳探测模块对微波频率梳信号进行检测，具体包括，第二半导体激光器DFB-SL2输出的微波频率梳信号通过第三光分束器FC3分成两路；两路微波频率梳信号分别进入第一光电探测器PD1和第二光电探测器PD2转换为电信号后，输入数字示波器OSC和频谱分析仪ESA，数字示波器OSC探测微波频率梳的时间序列，频谱分析仪ESA探测微波频率梳的功率谱及单边带相位噪声；

所述微波频率梳探测模块对种子频率梳信号进行检测，具体包括，第一半导体激光器DFB-SL1输出的种子频率梳经FC1分路后的一路信号通过第三光分束器FC3分成两路；两路种子频率梳信号分别进入第一光电探测器PD1和第二光电探测器PD2转换为电信号后，输入数字示波器和频谱分析仪ESA，数字示波器探测种子频率梳信号的时间序列，频谱分析仪探测种子频率梳信号的功率谱及单边带相位噪声。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，调节信号源MFS输出，使直接电流调制第一半导体激光器DFB-SL1输出规则脉冲，产生功率不均衡、带宽小的种子频率梳。