留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

复合滤波结构的窄线宽高频微波信号产生装置

贾青松 徐丹锋 徐雨萌 雷昊 刘建旭

贾青松, 徐丹锋, 徐雨萌, 雷昊, 刘建旭. 复合滤波结构的窄线宽高频微波信号产生装置[J]. 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20210074. doi: 10.3788/IRLA20210074
引用本文: 贾青松, 徐丹锋, 徐雨萌, 雷昊, 刘建旭. 复合滤波结构的窄线宽高频微波信号产生装置[J]. 红外与激光工程, 2021, 50(10): 20210074. doi: 10.3788/IRLA20210074
Jia Qingsong, Xu Danfeng, Xu Yumeng, Lei Hao, Liu Jianxu. Narrow linewidth high frequency microwave signal generator based on composite filter structure[J]. Infrared and Laser Engineering, 2021, 50(10): 20210074. doi: 10.3788/IRLA20210074
Citation: Jia Qingsong, Xu Danfeng, Xu Yumeng, Lei Hao, Liu Jianxu. Narrow linewidth high frequency microwave signal generator based on composite filter structure[J]. Infrared and Laser Engineering, 2021, 50(10): 20210074. doi: 10.3788/IRLA20210074

复合滤波结构的窄线宽高频微波信号产生装置

doi: 10.3788/IRLA20210074
详细信息
    作者简介:

    贾青松,男,博士,主要从事微波光子学中高频微波信号产生方面的研究

  • 中图分类号: TN248

Narrow linewidth high frequency microwave signal generator based on composite filter structure

  • 摘要: 为了在较低泵浦功率下实现单纵模双波长激光信号的输出,进而获得窄线宽的高频微波信号,设计并实验了一种基于复合滤波结构的窄线宽高频微波信号产生装置。通过8字腔结构布里渊增益腔和反射式光纤光栅构成的波长选择滤波器实现了4倍布里渊频移间隔的双波长斯托克斯光信号输出,采用200 m长单模光纤作为增益介质,同时与50 m长单模光纤构成级联光纤环结构,采用三端口耦合器与2 m长未泵浦的保偏掺铒光纤构成萨格纳克环结构,利用级联光纤环结构和萨格纳克环结构的复合滤波作用实现了斯托克斯光信号模式的选择,使输出的斯托克斯光信号由多纵模运行状态变为单纵模运行状态。实验证明:通过对输出的单纵模双波长斯托克斯光信号进行拍频检测可得42.85 GHz的高频微波信号产生,线宽为38 kHz;通过改变可调谐泵浦激光器的输出波长,可实现42.25~43.51 GHz范围内的频率调谐;通过稳定性测试,产生的42.85 GHz高频微波信号的频率变化在0.83 MHz内,峰值功率变化在±0.8 dB内,稳定性良好,满足实际应用需求。
  • 图  1  (a) 高频微波信号产生装置; (b) 测试场景图

    Figure  1.  (a) High frequency microwave signal generator; (b) Test scene diagram

    图  2  (a) 环1零差检测频谱;(b) 级联光纤环零差检测频谱;(c) 级联光纤环和萨格纳克环零差检测频谱

    Figure  2.  (a) Homodyne detection spectrum of ring-1; (b) Homodyne detection spectrum of cascade optical fiber ring; (c) Homodyne detection spectrum of Cascade optical fiber ring and Sagnac ring

    图  3  双波长激光信号输出光谱

    Figure  3.  Spectrum of dual-wavelength laser signal output

    图  4  高频微波信号输出频谱

    Figure  4.  High frequency microwave signal output spectrum

    图  5  高频微波信号的频率漂移和功率变化

    Figure  5.  Frequency drift and power changes of high frequency microwave signals

    图  6  高频微波信号线宽拟合

    Figure  6.  Line width fitting of high frequency microwave signal

    图  7  高频微波信号调谐范围

    Figure  7.  Tuning range of high frequency microwave signal

  • [1] Xie Taoran, Wang Zhaoying, Yuan Quan, et al. Generation of THz signal based on recirculating frequency-shifting loop with tunable frequency multiplication factor [J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(S1): S125001. (in Chinese)
    [2] Li Xiang, Wang Yalan, Ni Ziheng, et al. Broadband microwave frequency down conversion using cascade Mach-Zehnder modulators to capture the target distance information [J]. Optics and Precision Engineering, 2020, 28(12): 2622-2628. (in Chinese) doi:  10.37188/OPE.20202812.2622
    [3] Wang Heng, Jia Qingsong, Zhang Shangjian, et al. Self-calibrated characterization for frequency response of high-speed photodetectors based on dual-drive modulation [J]. Flight Control and Detection, 2019, 2(6): 61-66. (in Chinese)
    [4] Shi Junkai, Wang Guoming, Ji Rongwei, et al. Compact dual-wavelength continuous-wave Er-doped fiber laser [J]. Chinese Optics, 2019, 2(6): 61-66. (in Chinese)
    [5] Wang Guodong, Zhao Shanghong, Li Xuan, et al. Optical generation scheme of microwave signals with multiple modulation formats [J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(6): 0622002. (in Chinese) doi:  10.3788/IRLA201948.0622002
    [6] Wang Chao, Xiao Yongchuan, Lin Shuqing, et al. Generation of a 49 GHz, high-repetition-rate, all-polarization-maintaining, frequency-locked multicarrier [J]. Chinese Optics, 2020, 13(4): 745-751. (in Chinese) doi:  10.37188/CO.2019-0191
    [7] Zhang Y, Ning T G, Li J, et al. Tunable frequency-multiplying optoelectronic oscillator based on a dual-parallel Mach-Zehnder modulator incorporating a phase-shifted fiber Bragg grating [J]. Optoelectronics Letters, 2020, 16: 405-409. doi:  10.1007/s11801-020-9172-4
    [8] Jiang Y, Zi Y J, Bai G F, et al. All-optical microwave oscillator based on semiconductor optical amplifier and stimulated Brillouin scattering [J]. Optics Letters, 2018, 43(8): 1774-1777. doi:  10.1364/OL.43.001774
    [9] Wang Z, Wang T S, Jia Q S, et al. Triple Brillouin frequency spacing multiwavelength fiber laser with double Brillouin cavities and its application in microwave signal generation [J]. Applied Optics, 2017, 56(26): 7419-7426. doi:  10.1364/AO.56.007419
    [10] Wen Jianxiang, Jia Ming, Dong Yanhua, et al. Preparationand characteristics of radiation-resistance polarization-maintaining fiber [J]. Flight Control and Detection, 2020, 3(2): 81-85. (in Chinese)
    [11] Zhou W N, Qu S L, Du C, et al. High-speed frequency-hopping signal generator with a stimulated Brillouin scattering-based optoelectronic oscillator [J]. Optical Engineering, 2020, 59(2): 027101.
    [12] Zhang Peng, Wang Tianshu, Jia Qingsong, et al. Tunable microwave signal generation based on a multi-wavelengrh Brillouin fiber laser in a figure of eight configuration [J]. Chinese Journal of Lasers, 2014, 41(12): 1202006. (in Chinese) doi:  10.3788/CJL201441.1202006
    [13] Liu J M, Zhan L, Xiao P P, et al. Generation of step-tunable microwave signal using multiwavelength Brillouin fiber laser [J]. Photonic Technology Letters, 2013, 25(3): 220-223. doi:  10.1109/LPT.2012.2234448
    [14] Zhu Yongxiang, Lu Qisheng. Anti-Stokes scattering of Stokes light and slow light in stimulated Brillouin scattering [J]. Optics and Precision Engineering, 2011, 19(2): 487-492. (in Chinese) doi:  10.3788/OPE.20111902.0487
    [15] Liu R N, Kostko I A, Kashyap R, et al. Inband-pumped, broadband bleaching of absorption and refractive index changes in erbium-doped fiber [J]. Opt Commun, 2005, 255(65): 65-71.
  • [1] 张逸文, 蔡宇, 苑莉薪, 胡明列.  基于循环神经网络的超短脉冲光纤放大器模型(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(1): 20210857-1-20210857-7. doi: 10.3788/IRLA20210857
    [2] 钟翔, 赵世松, 邓华夏, 张进, 马孟超.  基于脉冲调制的Φ-OTDR研究综述 . 红外与激光工程, 2020, 49(10): 20200166-1-20200166-10. doi: 10.3788/IRLA20200166
    [3] 佘雨来, 周德俭, 陈小勇.  超低损耗孔助光纤弯曲性能优化设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(9): 918006-0918006(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0918006
    [4] 苗效方, 吴鹏, 赵保银.  梳状大模场光纤结构的优化设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(9): 918005-0918005(6). doi: 10.3788/IRLA201948.0918005
    [5] 辛璟焘, 李凯, 张雯, 娄小平, 祝连庆.  采用萨格纳克干涉仪与螺旋相位片生成矢量光束 . 红外与激光工程, 2017, 46(2): 217001-0217001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0217001
    [6] 李铭, 候佳, 周成林, 舒嵘.  多波束激光雷达的高精度收发配准方法的实验验证 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 730001-0730001(9). doi: 10.3788/IRLA201746.0730001
    [7] 张会新, 冯丽爽.  双绞式受抑全内反射无源光纤液位传感系统设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1217001-1217001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1217001
    [8] 李建中, 刘振清, 雷江波, 刘俊.  可实现多点测量的波分复用光纤氢气传感系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1117003-1117003(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1117003
    [9] 李建中, 刘振清, 雷江波, 刘俊.  可实现多点测量的波分复用光纤氢气传感系统 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 822006-0822006(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0822006
    [10] 李卡, 谭中伟.  空间散射光到单模光纤的耦合 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 122005-0122005(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0122005
    [11] 张鑫, 刘源, 贺岩, 杨燕, 侯霞, 陈卫标.  人眼安全高重频窄脉宽单模全光纤激光器特性研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(4): 1105-1109.
    [12] 高业胜, 刘志明, 韩正英, 赵耀.  基于布里渊散射的保偏光纤环应力分布特性研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 4056-4060.
    [13] 李小枫, 郑永秋, 安盼龙, 张建辉, 陈浩, 薛晨阳, 刘俊, 闫树斌.  调相谱检测技术下光纤环腔的谐振特性 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3394-3398.
    [14] 姬江军, 孔德鹏, 马天, 何晓阳, 陈琦, 王丽莉.  环烯烃共聚物空芯微结构太赫兹光纤的设计与制造 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1909-1913.
    [15] 韩正英, 高涵, 高业胜, 赵耀.  光纤环应力分布测试对光纤陀螺性能的影响 . 红外与激光工程, 2014, 43(12): 4128-4132.
    [16] 魏芳, 孙延光, 陈迪俊, 方祖捷, 蔡海文, 瞿荣辉.  采用萨尼亚克环的外腔半导体激光器无调制稳频技术 . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 885-889.
    [17] 王巍, 杨铿, 安友伟, 张爱华, 杨丽君, 黄展, 冯世娟.  光纤光栅Sagnac环级联特性 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 465-469.
    [18] 王倩, 宋兴亮, 刘广义, 范元媛, 崔惠绒, 鲍洋, 周翊.  基于迈克尔逊腔光纤激光相干合成的输出特性 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 73-78.
    [19] 陈海云, 顾铮先, 陈鑫.  倾斜长周期光纤光栅薄膜传感器特性研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(11): 3116-3121.
    [20] 李斌, 方晓惠, 刘博文, 胡明列, 王清月.  飞秒激光产生7.45 W超连续光谱实验 . 红外与激光工程, 2012, 41(8): 2012-2016.
  • 加载中
图(7)
计量
  • 文章访问数:  148
  • HTML全文浏览量:  32
  • PDF下载量:  12
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-01-10
  • 修回日期:  2021-04-25
  • 刊出日期:  2021-10-20

复合滤波结构的窄线宽高频微波信号产生装置

doi: 10.3788/IRLA20210074
    作者简介:

    贾青松,男,博士,主要从事微波光子学中高频微波信号产生方面的研究

  • 中图分类号: TN248

摘要: 为了在较低泵浦功率下实现单纵模双波长激光信号的输出,进而获得窄线宽的高频微波信号,设计并实验了一种基于复合滤波结构的窄线宽高频微波信号产生装置。通过8字腔结构布里渊增益腔和反射式光纤光栅构成的波长选择滤波器实现了4倍布里渊频移间隔的双波长斯托克斯光信号输出,采用200 m长单模光纤作为增益介质,同时与50 m长单模光纤构成级联光纤环结构,采用三端口耦合器与2 m长未泵浦的保偏掺铒光纤构成萨格纳克环结构,利用级联光纤环结构和萨格纳克环结构的复合滤波作用实现了斯托克斯光信号模式的选择,使输出的斯托克斯光信号由多纵模运行状态变为单纵模运行状态。实验证明:通过对输出的单纵模双波长斯托克斯光信号进行拍频检测可得42.85 GHz的高频微波信号产生,线宽为38 kHz;通过改变可调谐泵浦激光器的输出波长,可实现42.25~43.51 GHz范围内的频率调谐;通过稳定性测试,产生的42.85 GHz高频微波信号的频率变化在0.83 MHz内,峰值功率变化在±0.8 dB内,稳定性良好,满足实际应用需求。

English Abstract

    • 优质的高频微波信号在雷达、光载无线通信、遥感测控等领域具有巨大的应用前景,吸引了国内外学者的广泛研究[1-3],高频微波信号的产生主要包括电生微波和光生微波两类,而光生微波与电生微波相比,具有转换效率高、成本低廉和抗干扰能力强等优点,成为当前的研究热点[4-6]。光生高频微波的方法主要包括多波长激光器、光调制、注入式锁定等,Zhang Yao等人利用光调制技术产生频率为26 GHz的高频微波信号[7],Jiang Yang等人利用基于布里渊(Brillouin)散射效应的全光微波振荡器产生10.8 GHz的高频微波信号[8],Wang Zhen等人利用多波长Brillouin光纤激光器产生频率为31.77 GHz的高频微波信号[9]。上述方法中,利用多波长Brillouin光纤激光器结合外差法产生高频微波信号具有可调谐、频率高、稳定性好等优点,是理想的光生高频微波信号产生方法[10-11]。张鹏等人基于多波长Brillouin光纤激光器产生高频微波信号,增益光纤选取10 km长的单模光纤(SMF),其优点是在较低泵浦功率下即可实现多波长斯托克斯(Stokes)光信号的输出,但缺点是较长的增益光纤导致多波长Stokes光信号为多纵模输出,其产生的高频微波信号线宽高达2 MHz,实用价值很低[12]。而为了获得窄线宽的高频微波信号产生,Liu Jinmei等人采用11 m长SMF作为增益介质,由于采用短增益光纤,保证了在一个Brillouin增益带宽内仅有一个纵模运行,可产生窄线宽的高频微波信号,但其缺点同样明显,由于采用的增益光纤较短,导致所需的泵浦功率高达1 600 mW,实用价值依旧较低[13]。因此如何在较低泵浦功率下实现单纵模激光信号的输出,进而获得高质量的微波信号是迫切需要解决的问题。

      为了在较低泵浦功率下实现单纵模激光信号的输出,进而获得窄线宽的高频微波信号,提出了一种结构新颖的复合滤波结构的窄线宽高频微波信号产生装置,在104 mW泵浦功率下,通过8字腔结构增益腔和波长选择滤波器实现了4倍Brillouin频移间隔的双波长Stokes光信号输出,利用级联光纤环结构和萨格纳克环结构的复合滤波作用实现了单纵模双波长Stokes光信号的输出,拍频检测可得42.85 GHz的高频微波信号产生,线宽为38 kHz,频率变化和峰值功率变化分别在0.83 MHz和±0.8 dB范围内。

    • 复合滤波结构的窄线宽高频微波信号产生装置如图1所示,其包括具有波长调谐功能的泵浦激光器(Tektronix OM2210)、掺铒光纤放大器(HOYATEK HY-EDFA)、偏振控制器、光环行器、耦合器、光衰减器、保偏掺铒光纤、反射式光纤光栅、低噪声放大器(HOYATEK)、光电探测器、光谱分析仪(YOKOGAWA AQ6370D)和频谱分析仪(Agilent N9010A)。

      图  1  (a) 高频微波信号产生装置; (b) 测试场景图

      Figure 1.  (a) High frequency microwave signal generator; (b) Test scene diagram

      首先,设计具备多波长Stokes光信号输出的Brillouin光纤激光器;其次,通过复合滤波结构实现单纵模双波长激光信号的输出;最后,利用外差法实现高频微波信号的产生。具体实验过程及原理如下:

      在室温条件下,可调谐泵浦激光器经过掺铒光纤放大器放大后通过偏振控制器和环行器1沿逆时针进入Brillouin增益腔,在Brillouin增益腔中产生沿顺时针方向传输的第一阶Stokes光信号,产生的第一阶Stokes光信号一部分从环行器1的三端口输出,另一部分再次进入布里渊增益腔,产生反向传输的第二阶Stokes光信号,依次类推,进而产生多阶Stokes光信号的输出[14],该装置在3 dB Coupler 1的右侧端口设计断点,并对其做斜面处理以减少瑞利散射。这种设计可有效阻止泵浦光和偶数阶Stokes光信号的输出,实现双倍Brillouin频移间隔的奇数阶Stokes光信号输出,Brillouin增益腔由级联光纤环结构组成,环1由3 dB耦合器1(Coupler1)和200 m长SMF1组成,环2由3 dB Coupler 2和50 m长SMF2组成,级联光纤环结构可用于在较低泵浦功率下实现多波长Stokes光信号的输出和激光信号模式的选择。输出的双倍Brillouin频移间隔的奇数阶Stokes光信号经过环行器2和衰减器后进入萨格纳克环滤波结构,萨格纳克环滤波结构由3 dB Coupler 3和2 m长未泵浦的保偏掺铒光纤构成,可使通过它的Stokes光信号处于单纵模运行状态,随后经低噪声放大器放大后进入反射式光纤光栅,反射式光纤光栅被用作波长选取滤波器,其滤波中心波长为1 550.18 nm,用于对输出波长进行选取。通过级联光纤环结构、萨格纳克环结构和反射式光纤光栅滤波之后的双波长单纵模Stokes光信号通过光电探测器进行拍频检测。

    • 为了获得窄线宽的高频微波信号,在实验结构中加入级联光纤环结构和萨格纳克环结构,利用复合滤波的方式实现单纵模Stokes光信号的输出。级联光纤环结构中,环1是主环,环2是子环,根据维纳效应,级联环法布里-珀罗的有效自由光谱范围(FSR)为:

      $$ FSR={n}_{1}FS{R}_{1}={n}_{2}FS{R}_{2} $$ (1)

      式中:$ {n}_{m} $ (m=1, 2)为整数;$ FS{R}_{m}=c/n{L}_{m} $为增益带宽;$ {L}_{m} $为长度。已知Brillouin增益带宽为20 MHz,对应的SMF长度为10 m,因此通过公式(1)可得环1和环2的Brillouin增益带宽分别为1 MHz和4 MHz。图2(a)图2(b)分别为单个环1和级联光纤环的零差检测频谱,级联光纤环结构与单环结构相比,可增大纵模间隔,使其由1 MHz增大至4 MHz。但Brillouin增益带宽内依然有多个模式的存在,无法保证Stokes光信号的单纵模输出,因此需对其做进一步滤波处理。在级联光纤环结构之后加入萨格纳克环滤波结构,由于未泵浦的保偏掺铒光纤对Stokes光信号的饱和吸收效应,在萨格纳克环结构中顺时针和逆时针方向传输的相同阶次Stokes光信号会在其内部形成自写入式的窄带布拉格光栅滤波器,其滤波带宽为:

      $$ \Delta f=\frac{c}{{\lambda }_{B}}k\sqrt{\left(\frac{\Delta n}{2{n}_{0}}\right)^{2}+\left(\frac{{\lambda }_{B}}{2{n}_{0}{L}_{g}}\right)^{2}} $$ (2)

      式中:真空中的光速$c$=3×108;窄带布拉格光栅的中心波长$ {\lambda }_{B} $=1 550 nm;光纤介质的平均折射率$ {n}_{0} $=1.45;未泵浦的保偏掺铒光纤长度$ {L}_{g} $=2 m。自引入光栅的耦合系数为$ k=\pi \dfrac{\Delta n}{{\lambda }_{B}} $,折射系数与入射光功率有关,调节衰减器使折射系数$\Delta n$=3×10−8[15],可计算出自写入式窄带布拉格光栅的半高全宽为3.145 MHz,小于两个纵模间隔8 MHz,因此在自写入式布拉格光栅滤波器的滤波带宽内只存在一个模式,实现了单纵模Stokes光信号的输出。图2(c)为级联光纤环结构和萨格纳克环结构复合滤波时的零差检测频谱,从图中可知输出的Stokes光信号为单纵模运行状态。

      图  2  (a) 环1零差检测频谱;(b) 级联光纤环零差检测频谱;(c) 级联光纤环和萨格纳克环零差检测频谱

      Figure 2.  (a) Homodyne detection spectrum of ring-1; (b) Homodyne detection spectrum of cascade optical fiber ring; (c) Homodyne detection spectrum of Cascade optical fiber ring and Sagnac ring

      调节掺铒光纤放大器的输出功率,当功率增加至104 mW时,光谱分析仪上可观测到第一阶、第三阶和第五阶Stokes光信号的输出。调节泵浦光信号的输出波长使其产生的第三阶Stokes光信号波长与反射式光纤光栅的滤波中心波长对应,进而滤除第三阶Stokes光信号的输出,可得具有4倍Brillouin频移间隔的第一阶和第五阶Stokes光信号输出光谱如图3所示。

      图  3  双波长激光信号输出光谱

      Figure 3.  Spectrum of dual-wavelength laser signal output

      图3中输出的4倍Brillouin频移间隔的单纵模双波长Stokes光信号输入光电探测器进行拍频检测,通过频谱分析仪观测到信噪比达19 dB的42.85 GHz高频微波信号产生,如图4所示。每间隔10 min记录一次输出频谱的变化情况,从图5中可知,产生的42.85 GHz高频微波信号的频率变化在0.83 MHz范围内,峰值功率变化在±0.8 dB范围内。

      图  4  高频微波信号输出频谱

      Figure 4.  High frequency microwave signal output spectrum

      图  5  高频微波信号的频率漂移和功率变化

      Figure 5.  Frequency drift and power changes of high frequency microwave signals

      通过Origin软件对产生的42.85 GHz高频微波信号进行非线性拟合,可得42.85 GHz高频微波信号的半高全宽为38 kHz,如图6所示。

      图  6  高频微波信号线宽拟合

      Figure 6.  Line width fitting of high frequency microwave signal

      Brillouin频移公式可表示为:

      $$ {V}_{B}=\frac{2n{V}_{a}}{{\lambda }_{p}} $$ (3)

      式中:n为光纤介质的折射率;$ {V}_{a} $为光纤中的声波速度;$ {\lambda }_{p} $为泵浦激光器波长。通过公式(3)可知,由于n$ {V}_{a} $是固定不变的,因此通过调谐泵浦激光器的波长即可实现高频微波信号的频率调谐。通过调谐泵浦激光器波长,可实现高频微波信号在42.25~43.51 GHz范围内的频率调谐,如图7所示。

      图  7  高频微波信号调谐范围

      Figure 7.  Tuning range of high frequency microwave signal

      该实验结构可在较低泵浦功率下实现窄线宽的高频微波信号产生,具有很高的实用价值。此外,通过增加泵浦功率和反射式光纤光栅的滤波范围,可获得更高频率的微波信号产生,由于实验所用的频谱分析仪最高频率范围只能到44 GHz,因此最多观测到43.51 GHz的高频微波信号产生。

    • 文中设计并实验了一种结构新颖的复合滤波结构的窄线宽高频微波信号产生装置,在104 mW泵浦功率下即可实现单纵模双波长激光信号的输出,进而获得窄线宽的高频微波信号。通过8字腔结构增益腔和波长选择滤波器实现了4倍布里渊频移间隔的双波长斯托克斯光信号输出,通过级联光纤环结构和萨格纳克环结构的复合滤波作用使输出的双波长斯托克斯光信号处于单纵模运行状态,对输出的单纵模双波长斯托克斯光信号进行拍频检测可得频率为42.85 GHz,线宽为38 kHz的高频微波信号产生,其频率变化和峰值功率变化分别在0.83 MHz和±0.8 dB范围内,通过调谐泵浦激光器波长,可实现42.25~43.51 GHz范围内的频率调谐。此外,该实验装置可以通过增加泵浦功率和反射式光纤光栅的滤波范围,获得更高频率的超窄线宽高频微波信号产生。

参考文献 (15)

目录

    /

    返回文章
    返回