[发明专利]基于微波光子处理的微波频谱分析仪

摘要

本发明提出了一种基于微波光子处理的微波频谱分析仪。本发明主要通过光子晶体将连续光信号频谱域转换为时间域，以获得被测微波频谱图，在本发明中：被测微波信号经电光调制器调制到光波上，该光波依次经过光纤准直器和傅里叶变换透镜，被聚焦到一个具有瞬时光谱烧孔特性的光子晶体中对其进行光谱烧孔，使得光子晶体的吸收谱曲线与所述调制光的频谱曲线一致；同时，另一束频率被周期线性调制的光束通过分束器后，一束依次经过光纤准直器和傅里叶透镜后，聚焦到被光谱烧孔的位置，其透射光与分束器的另一束光在探测器上相干后被探测输出，并经采集卡转换后与前述周期线性信号一起被输出到信号处理器处理，最终获得被测微波的频谱分布图。

主权项

一种基于微波光子处理的微波频谱分析仪，包括：高稳定激光器（1），电光调制器（2），光纤准直器（4），傅里叶透镜（5），低温恒温装置（6），光子晶体（7），光吸收器（8），信号发生器（9），驱动电路（10），可调谐窄线宽激光器（11），光纤分束器（12），分光棱镜（13），聚焦透镜（14），光电探测器（15），采集卡（16），信号处理器（17）；所述的基于微波光子处理的微波频谱分析仪，其特征在于：（a）所述的高稳定激光器产生频率恒定的窄线宽连续波光信号，被测微波信号通过电光调制器对所述的窄线宽连续光信号进行调制，使得电光调制器输出的调制光信号中含有被测微波信号频谱分布信息；（b）所述的光子晶体在调制光信号的频谱范围内具有瞬时的均匀光谱烧孔特性，调制光信号经光纤准直器和傅里叶透镜后，对放置在低温恒温装置中的光子晶体进行光谱烧孔处理，使得光子晶体的吸收谱曲线与调制光信号的频谱曲线同构；（c）所述的信号发生器，产生周期锯齿波电压后通过驱动电路对可调谐窄线宽激光器进行频率调制，使得可调谐窄线宽激光器的输出光束频率为周线性期变化；（d）所述的光纤分束器，用于将可调谐窄线宽激光器的输出光束分成两束，其中一束作为探测参考光束，另一束作为读取光束经过光纤准直器和傅里叶透镜后，被聚焦到光子晶体中，而由于光子晶体的吸收谱曲线与调制光信号的光谱同构，因此当进入光子晶体的读取光束的频率线性变化，即可读取光子晶体被调制光信号进行光谱烧孔后的吸收谱曲线，实现将调制光信号的频谱转换到时间域；（e）所述的分光棱镜，将所述的透过光子晶体并通过傅里叶透镜的读取光束与所述探测参考光束合，然后经过聚焦透镜，最终在光电探测器上相干后被探测获得；（f）所述的信号处理器，获得光电探测器输出并经采集卡转换后的数据，并结合信号发生器产生的周期锯齿波电压，进行分析即可获得被测微波信号的频谱分布图。