基于受激布里渊散射和光子倍频产生毫米波的装置

摘要

基于受激布里渊散射和光子倍频产生毫米波的装置，涉及光纤通信领域，它包括：由中心站、基站实现频率-强度转换设备和基站收发。构成实现频率-强度转换设备的器件之间的连接为基站激光器(12)输出端接基站调制器(22)光载波输入端，基站电信号发生器(32)输出端接基站调制器电信号调制端，基站Mach-Zehnder调制器(22)输出端接环形器(5)的第一端口，环形器(5)的第二端口通过光纤(4)接中心站调制器(21)输出端，环形器(5)的第三端口接基站收发中的光电二极管(6)光输入口；上述连接，使由基站产生的周期性泵浦光信号和中心站发送的下行扫频光信号在光纤内发生受激布里渊放大，实现频率-强度转换。

主权项

基于受激布里渊散射和光子倍频产生毫米波的装置，包括：中心站、基站实现频率‑强度转换的设备和基站收发三部分，其中中心站包括中心站激光器(11)、中心站Mach‑Zehnder调制器(21)和中心站电信号发生器(31)，其特征在于：基站实现频率‑强度转换设备由基站激光器(12)、基站Mach‑Zehnder调制器(22)、基站电信号发生器(32)及环形器(5)连成，具体连接方式：基站激光器(12)输出端接基站Mach‑Zehnder调制器(22)光载波输入端，基站电信号发生器(32)输出端接基站Mach‑Zehnder调制器电信号调制端，基站Mach‑Zehnder调制器(22)输出端接环形器(5)的第一端口(1)，环形器(5)的第二端口(2)通过光纤(41)接中心站Mach‑Zehnder调制器(21)输出端，环形器(5)的第三端口(3)接基站收发中的光电二极管(6)光输入口；通过以上连接，中心站激光器(11)输出端接中心站Mach‑Zehnder调制器(21)光载波输入端，中心站电信号发生器(31)输出端接中心站Mach‑Zehnder调制器(21)的电信号调制端，构成中心站；中心站激光器(11)输出激光的中心频率fc，中心站电信号发生器(31)输出信号频率fs，利用中心站Mach‑Zehnder调制器(21)生成一系列中心频率fc，频率间隔fs的下行扫频光信号，该信号经光纤(41)传输，流向为中心站到基站；基站激光器(12)输出端接基站Mach‑Zehnder调制器(22)的光载波输入端，基站电信号发生器(32)输出端接基站Mach‑Zehnder调制器(22)的电信号调制端，基站激光器(12)输出激光的中心频率f′c，基站电信号发生器(32)输出信号频率f′s，利用基站Mach‑Zehnder调制器(22)的非线性效应，生成一系列中心频率f′c，频率间隔f′s的扫频光信号作为周期性泵浦光信号，周期性泵浦光信号由环形器(5)的第一端口(1)输入，从环形器(5)的第二端口(2)端口输出，经光纤(41)反向到中心站；使由基站产生的周期性泵浦光信号和中心站发送的下行扫频光信号在光纤(41)内发生受激布里渊放大，实现频率‑强度转换；获得毫米波信号需满足如下条件：(1)f′c＝fc+vB，其中vB为后向布里渊频移；(2)f′s＝Kfs，其中K为大于1的整数；(3)基站激光器(12)发射光的线宽大于5倍中心站激光器(11)发射光的线宽；(4)中心站Mach‑Zehnder调制器(21)和基站Mach‑Zehnder调制器(22)的两路扫频光信号具有相同的频偏；频率‑强度转换后的光信号从环形器(5)的第三端口(3)输出至基站收发，经基站收发中的光电二极管(6)探测得到低频微波fs的高次谐波，利用带通滤波器(7)得到所需要的毫米波信号。