专利名称：一种可调谐微波信号发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及光纤微波通信技术领域，特别涉及一种单个光纤激光器的可调 谐微波信号发生器，其可用于宽带光纤微波通信系统、雷达、微波信号处理、 微波光子技术等领域。
背景技术：
微波光子技术是新世纪最近发展起来的全新的关键技术，其融合了传统微 波学和光子学技术，为下一代通信系统开创了美好前景，并成为进来学者研究 的热门技术领域。将光子学技术与传统微波技术结合，利用光纤具有的大信息 容量、低损耗、不受电磁场干扰、结构体积小巧、易于组网等优势和特点，可 大大降低新一代基于光纤微波通信的网络系统的成本，提供巨大的带宽资源， 并且越过了现在传统通信领域的电子瓶颈效应问题。新一代的光纤微波通信技 术己经在通信，军事卫星、雷达等众多领域得到了飞速的发展和应用，并具有 巨大的发展潜力和空间。
随着微波光子技术的发展，微波信号发生装置，作为微波光子通信技术的 关键技术单元，得到了不断的发展和并提出了许多新的方案。传统的微波信号 发生器，通常是采用射频电路的来产生微波信号，然而其体积大，精度低，而 且易受电磁干扰，并且带宽有限，因此为了与新一代的光纤通信技术更好的对 接，利用光纤作为微波信号发生装置的研究成为进来的热点。利用光电子技术
产生微波信号的传统方法，是U. Gliese等人提出的基于两个可调谐的频率相近 的激光器产生的激光(IEEE Photon. Technol. Lett. Vol. 4, No. 8, pp. 936-938, Aug.1992.)，但是其要求两个独立的激光器频率非常稳定，缺点在于双激光器的相位 噪声严重，同步稳频方法复杂。另外一种常见的方法是利用复杂的光学整合系 统射频调制激光器频率，但是频率限于低频信号。此外，最近报道了利用光纤 环形腔激光做作为调制器的微波信号发生器，利用F-P腔调谐微波信号发生器， 以及利用布拉格光栅作为滤波器产生微波信号。但是这些方法结构复杂，稳定 性差，适用面窄，不易于推广。
中国实用新型专利，基于扰偏器和保偏光纤的微波毫米波发生器，专利号
2008200798524，授权公告号CN 201174702Y，
公开日2008/12/31 ，其利用激 光输出光在x， y偏振方向的差频来产生微波信号。该设计需要非常长距离的保 偏光纤(几十千米)来实现延时，其长距离保偏光纤体积大和成本昂贵，不便 于实际应用推广。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供了一种结构简单，全光结构，成本低廉， 可调谐的微波信号发生器，本发明利用光纤激光器作为传感单元，结合技术非 常成熟的压电陶瓷作为调谐机制，对光纤激光器产生的两个方向的偏振光的拍 频信号进行调制来产生微波信号。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是
所述可调谐微波信号发生器，包括光纤激光器、支撑架和第一压电陶瓷， 其特征在于第一压电陶瓷固定于支撑架，光纤激光器夹在支撑架和第一压电 陶瓷之间，第一压电陶瓷在被施加电压时产生形变对光纤激光器产生侧向作用 力。
所述压电陶瓷在被施加电压是会产生形变，并对光纤激光器产生作用力。 所述光纤激光器运行在双偏振模式，并且其可以是保偏光纤或者普通增益光纤制作而成。
优选的，为了提高调谐压电陶瓷对光纤施加的力，并且降低装置工作电压， 可以在光纤激光器上下各放置一个压电陶瓷，来实现低电压，大范围的微波信 号调谐。
本发明的有益效果是与传统的基于射频电路的微波信号发生装置相比， 具有体积小、带宽高、不受电磁干扰的优势；避免了基于双光纤激光器的微波 信号发生放法中的严重的相位噪声问题和稳频问题；并且该信号发生器调谐方 法技术成熟，信号发生器结构简单，体积小，结构紧凑，易于推广应用。
附图1是基于单压电陶瓷和光纤激光器的可调谐微波信号发生器的示意图。 附图2是光纤激光器夹在两个压电陶瓷中间的微波信号发生器示意图。 附图3(A)、 (B) 、 (C)、 (D)是压电陶瓷调谐信号实验结果图。
图中l光纤激光器；2支撑架；3第一压电陶瓷；4第二压电陶瓷。
具体实施例方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。 实施例1:
图1中，光纤激光器1放置在支撑架2和第一压电陶瓷3中间，与二者相 互接触。支撑架2是刚性的，这样当第一压电陶瓷3被施加电压时，产生形变 会对光纤激光器1产生侧向压力。本实施例中采用分布布拉格反射式光纤激光 器(DBR光纤激光器)，运行于单纵模双偏振态，支撑台选用金属铁。本领域技 术人员应该明白，当光纤激光器受到侧向压力时，光纤会产生的双折射效应， 从而导致光纤激光器输出的偏振拍频信号发生变化，达到微波信号产生和调谐 的效果。具体的，本实施例中，光纤激光器经980nm泵浦光泵浦，得到波长1539nm 的输出激光，两个偏振方向X， Y模式经过高速光电探测器混频，产生的偏振 拍频信号，即微波信号。光纤激光器夹在一个8cm长压电陶瓷和支撑铁架之间。 当压电陶瓷被一电压源施加0V， 25.9V， 40.6V， 55.5V不同电压时，产生纵向 伸縮，从而对光纤激光器施加侧向压力，改变偏振拍频信号。
如图3(A)、图3(B)、图3(C)、图3(D)所示，通过调节施加在压电陶瓷上 的电压，在频域上实现了微波信号的连续调谐。
权利要求
1. 一种可调谐微波信号发生器，包括光纤激光器(1)、支撑架(2)和第一压电陶瓷(3)，其特征在于第一压电陶瓷(3)固定于支撑架(2)，光纤激光器(1)夹在支撑架(2)和第一压电陶瓷(3)之间，第一压电陶瓷(3)在被施加电压时产生形变对光纤激光器(1)产生侧向作用力。
2. 根据权利要求1所述的一种可调谐微波信号发生器，其特征还在于包括第二压电陶瓷(4)，光纤激光器(1)夹在第一压电陶瓷(3)与第二压电陶瓷(4)之间。
3. 根据权利1或2所述的一种可调谐微波信号发生器，其特征在于所述光纤激光器(1)为分布布拉格反射光纤激光器或分布反馈光纤激光器。
4. 根据权利1或2所述的一种可调谐微波信号发生器，其特征在于所述光纤激光器(1)运行于双偏振模式，光纤激光器(1)是由保偏增益光纤或普通增益光纤制作而成。
全文摘要
本发明公开了一种可调谐微波信号发生器，属于光纤微波通信领域。其特征是该可调谐微波信号发生器包括光纤激光器、支撑架和第一压电陶瓷，第一压电陶瓷固定于支撑架，光纤激光器夹在支撑架和第一压电陶瓷之间，第一压电陶瓷产生形变对光纤激光器产生作用力。本发明的效果和益处是该微波信号发生器克服了传统基于射频电路的微波信号发生器易受电磁干扰，结构复杂等缺点，提供了一种基于单个光纤激光器的，结构简单，成本低廉，易于推广的可调谐微波信号发生器。
文档编号H04B10/12GK101478345SQ20091001018
公开日2009年7月8日 申请日期2009年1月17日 优先权日2009年1月17日
发明者关柏鸥, 扬 张 申请人:大连理工大学