本公開涉及微波光子，尤其涉及一種基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、相關(guān)技術(shù)中，傳統(tǒng)掃頻微波信號的產(chǎn)生方式主要是基于純電子學(xué)的手段，包括基于壓控振蕩器、直接數(shù)字合成和數(shù)模轉(zhuǎn)換等，受限于電子學(xué)的技術(shù)瓶頸，電子元件難以產(chǎn)生高頻高穩(wěn)定性的掃頻信號，得益于微波光子技術(shù)的優(yōu)勢，如大帶寬、低損耗、快速可重構(gòu)和抗電磁干擾等，微波光子技術(shù)突破了傳統(tǒng)電子學(xué)手段的技術(shù)瓶頸，光電振蕩器能夠產(chǎn)生高達(dá)幾十ghz的掃頻信號。然而，掃頻信號主要基于微波光子濾波器實(shí)現(xiàn)，由于微波光子濾波器有幾十mhz的帶寬，產(chǎn)生的掃頻信號的瞬時線寬較寬，依然無法滿足對掃頻信號窄瞬時線寬的質(zhì)量要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本公開提供一種基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器及系統(tǒng)。

2、根據(jù)本公開實(shí)施例的第一方面，提供一種基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器，其特征在于，包括微波光子濾波器、第一長光纖、第二光耦合器、增益支路、損耗支路、電合功器和第二電功分器，其中，

3、所述微波光子濾波器的輸出端依次與所述第一長光纖、第二光耦合器連接；所述微波光子濾波器用于輸出對初始光信號進(jìn)行調(diào)制和濾波后得到的等效為強(qiáng)度調(diào)制的第一光信號；所述第一長光纖用于對所述第一光信號進(jìn)行延時處理；

4、所述第二光耦合器的輸出端分別與所述增益支路、損耗支路的輸入端連接；所述增益支路與所述微波光子濾波器、第一長光纖、第二光耦合器、電合功器和第二電功分器組成增益環(huán)路，所述損耗支路與所述微波光子濾波器、第一長光纖、第二光耦合器、電合功器和第二電功分器組成損耗環(huán)路；所述增益環(huán)路與所述損耗環(huán)路滿足宇稱-時間對稱約束條件；

5、所述增益支路、損耗支路的輸出端均與所述電合功器的輸入端連接；

6、所述電合功器的輸除出端與所述第二電功分器的輸入端連接；

7、所述第二電功分器的第一輸出端輸出窄線寬的掃頻信號，所述第二電功分器的第二輸出端與所述微波光子濾波器的輸入端連接，構(gòu)成閉合環(huán)路。

8、根據(jù)本公開實(shí)施例的第二方面，提供一種通信系統(tǒng)，包括采用第一方面中任意一項(xiàng)所述的基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器作為微波源。

9、本公開的實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以包括以下有益效果：通過微波光子濾波器的輸出端依次與第一長光纖、第二光耦合器連接；微波光子濾波器用于輸出對初始光信號進(jìn)行調(diào)制和濾波后得到的等效為強(qiáng)度調(diào)制的第一光信號；第一長光纖用于對第一光信號進(jìn)行延時處理；第二光耦合器的輸出端分別與增益支路、損耗支路的輸入端連接；增益支路對應(yīng)的增益環(huán)路與損耗支路對應(yīng)的損耗環(huán)路滿足宇稱-時間對稱約束條件；增益支路、損耗支路的輸出端均與電合功器的輸入端連接；電合功器的輸除出端與第二電功分器的輸入端連接；第二電功分器的第一輸出端輸出窄線寬的掃頻信號，第二電功分器的第二輸出端與微波光子濾波器的輸入端連接，構(gòu)成閉合環(huán)路。通過引入滿足宇稱-時間對稱條件的閉合環(huán)路去除了掃頻信號中的邊模，保留了最高增益的單模振蕩的掃頻信號，從而能夠得到瞬時線寬較窄的掃頻信號，提高了掃頻信號質(zhì)量。

10、應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本公開。

技術(shù)特征：

1.一種基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器，其特征在于，包括微波光子濾波器、第一長光纖、第二光耦合器、增益支路、損耗支路、電合功器和第二電功分器，其中，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器，其特征在于，所述微波光子濾波器包括掃頻激光器、相位調(diào)制器、陷波濾波器，其中，

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器，其特征在于，所述增益支路包括第一可調(diào)光衰減器、第一可調(diào)延遲線、第一光電探測器，所述損耗支路包括第二可調(diào)光衰減器、第二可調(diào)延遲線、第二光電探測器，其中，

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器，其特征在于，所述宇稱-時間對稱約束條件包括：所述增益環(huán)路與所述損耗環(huán)路的信號傳輸周期相同，并且所述增益環(huán)路的凈增益值與所述損耗環(huán)路的凈損耗值相等，并且大于或者等于所述增益環(huán)路與所述損耗環(huán)路對應(yīng)的環(huán)路腔耦合系數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器，其特征在于，所述凈增益值為所述增益環(huán)路的光信號功率值與所述增益環(huán)路的振蕩閾值的差值；所述凈損耗值為所述損耗的振蕩閾值與所述損耗環(huán)路的光信號功率值的差值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器，其特征在于，還包括第一光耦合器和第一電功分器，其中，

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器，其特征在于，所述微波光子濾波器還包括偏振控制器，其中，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器，其特征在于，還包括光放大器，其中，

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器，其特征在于，還包括電放大器，其中，

10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器，其特征在于，所述第一可調(diào)光衰減器與所述第二可調(diào)光衰減器的結(jié)構(gòu)、性能均相同；所述第一光電探測器與所述第二光電探測器的結(jié)構(gòu)、性能均相同；所述第一可調(diào)延遲線與所述第二可調(diào)延遲線的結(jié)構(gòu)、性能均相同。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器，其特征在于，所述微波光子濾波器的掃頻周期ts與所述增益環(huán)路的延時tg以及所述損耗環(huán)路的延時tγ相對應(yīng)；

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器，其特征在于，通過調(diào)整所述掃頻激光器的掃頻范圍對所述掃頻信號的帶寬進(jìn)行調(diào)諧處理。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器，其特征在于，通過調(diào)整所述掃頻激光器的中心波長對所述掃頻信號的中心頻率進(jìn)行調(diào)諧處理。

14.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器，其特征在于，所述第一光耦合器和所述第二光耦合器均為將光信號功率等分為兩部分進(jìn)行輸出的光耦合器。

15.一種通信系統(tǒng)，其特征在于，包括采用權(quán)利要求1～14任意一項(xiàng)所述的基于宇稱-時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器作為微波源。

技術(shù)總結(jié)
本公開是關(guān)于一種宇稱?時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器及系統(tǒng)，涉及微波光子技術(shù)領(lǐng)域。其中，宇稱?時間對稱機(jī)理的窄線寬掃頻光電振蕩器包括微波光子濾波器、第一長光纖、第二光耦合器、增益支路、損耗支路、電合功器和第二電功分器，微波光子濾波器的輸出端依次與第一長光纖、第二光耦合器連接；微波光子濾波器用于輸出對初始光信號進(jìn)行調(diào)制和濾波后得到的等效為強(qiáng)度調(diào)制的第一光信號；第一長光纖用于對第一光信號進(jìn)行延時處理；第二光耦合器的輸出端分別與增益支路、損耗支路的輸入端連接；增益支路對應(yīng)的增益環(huán)路與損耗支路對應(yīng)的損耗環(huán)路滿足宇稱?時間對稱約束條件；增益支路、損耗支路的輸出端均與電合功器的輸入端連接；電合功器的輸除出端與第二電功分器的輸入端連接；第二電功分器的第一輸出端輸出窄線寬的掃頻信號，第二電功分器的第二輸出端與微波光子濾波器的輸入端連接，構(gòu)成閉合環(huán)路。本方案可以提高掃頻信號的質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：李明,李明健,郝騰飛,李偉,祝寧華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9