专利名称：一种频率可调的三角波光子发生装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光电子器件、微波光子学领域，具体地讲是一种频率可调的三角波光子发生装置。
背景技术：
三角波(Triangular Wave)，在单个周期内幅度为三角形，是一种典型的非正弦波信号。在信号处理和通信系统工程领域三角波是一个非常有用的理想信号表示，也是用于导出其它理想信号的原型信号。三角波以其特有的时域/频域特性，具有多方面的应用， 如在脉冲编码调制中作为数字信号传输的脉冲波形以及信号接收时作为匹配滤波器使用；由于频谱范围内比方波具有更低的谐波分量，在数据成像技术中广泛应用；由于时域范围内三角波幅度随时间呈现线性变化，在同步通信系统中作为时钟信号能够大幅度降低时钟频率。目前，常采用电路的方式获得低频的三角波(数百KHz至数百MHz)，采用可编程任意波形发生器也可以产生三角形的电脉冲，但是这些方法都采用电子学的方法，必定遇到电子学瓶颈的限制，无法获得更高频率的三角波。随着人类社会信息化进程的迅猛发展， 信息处理技术势必对包括三角波在内的特殊形状信号源频率具有更高的要求，如何获得频率高达数十GHz甚至数百GHz的信号源，一直以来是国内外研究的重点。微波光子学是近年来兴起的新学科，将光子学和微波学相结合，利用光子学的大带宽、低损耗、抗EMI等特性， 能够克服电子学瓶颈，为获得稳定高频的信号源提供了必要的支持。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是受现有的电子学瓶颈限制，不能产生稳定的高频三角波的信号源。本发明的技术方案一种频率可调的三角波光子发生装置，该装置包括连续波激光器、双平行马赫曾德调制器、第一正弦波本地振荡器、第二正弦波本地振荡器、第一射频功率放大器、第二射频功率放大器、第一电压源、第二电压源、第三电压源、光电二极管；具体连接方式为连续波激光器的光输出端接双平行马赫曾德调制器的光输入端，第一正弦波本地振荡器的电输出端接第一射频功率放大器的电输入端，第一射频功率放大器的电输出端接双平行马赫曾德调制器的第一电调制端；第二正弦波本地振荡器的电输出端接第二射频功率放大器的电输入端，第二射频功率放大器的电输出端接双平行马赫曾德调制器的第二电调制端口；第一电压源的输出端接双平行马赫曾德调制器的第一电压偏置端；第二电压源的输出端接双平行马赫曾德调制器的第二电压偏置端；第三电压源的输出端接双平行马赫曾德调制器的第三电压偏置端；双平行马赫曾德调制器的光输出端接光电二极管的输入端。第一电压源的输出电压Vbiasl = Vn，所述的第二电压源的输出电压Vbias2 = Vn，所述的第三电压源的输出电压Vbias3 = VJ2，其中Vn为双平行马赫曾德调制器的半波电压；调节第一正弦波本地振荡器的输出频率，调节范围为3GHz 39GHz和调节第二正弦波本地振荡器的输出频率f2，调节范围为IGHz 13GHz，使f2 = 3f\ ；调节第一射频功率放大器的放大系数α工，调节范围0 νπ/3)和调节第二射频功率放大器的放大系数α 2，调节范围0 νπ/3，使JJ2 α工π /Vj = 9J2 (2 α 2 ji /X)，其中J2 为二阶贝塞尔函数；经过上述调节后，光电二极管输出为三角波信号，频率为f = 2f10本发明的具体工作原理如下由连续波激光器输出的光信号表达式为Ein(t) = E0exp(jco0t) (1)其中为光信号幅度，Qci为中心角频率，然后光信号经双平行马赫曾德调制器调制后，输出光信号表达式为
权利要求
1.一种频率可调的三角波光子发生装置，其特征在于该装置包括连续波激光器(1)、 双平行马赫曾德调制器O)、第一正弦波本地振荡器(31)、第二正弦波本地振荡器(32)、第一射频功率放大器Gl)、第二射频功率放大器0 、第一电压源(51)、第二电压源(52)、第三电压源(53)、光电二极管(6)；具体连接方式为连续波激光器(1)的光输出端接双平行马赫曾德调制器O)的光输入端，第一正弦波本地振荡器(31)的电输出端接第一射频功率放大器Gl)的电输入端，第一射频功率放大器Gl)的电输出端接双平行马赫曾德调制器的第一电调制端011)；第二正弦波本地振荡器(32)的电输出端接第二射频功率放大器G2)的电输入端，第二射频功率放大器0 的电输出端接双平行马赫曾德调制器的第二电调制端口(212)； 第一电压源(51)的输出端接双平行马赫曾德调制器的第一电压偏置端021)； 第二电压源(5 的输出端接双平行马赫曾德调制器的第二电压偏置端022)； 第三电压源(53)的输出端接双平行马赫曾德调制器的第三电压偏置端023)； 双平行马赫曾德调制器的光输出端接光电二极管(6)的输入端。
2.根据权利要求1所述的一种频率可调的三角波光子发生器，其特征在于所述的第一电压源(51)的输出电压Vbiasl = Vn，所述的第二电压源(52)的输出电压 Vbias2 = L，所述的第三电压源(5 的输出电压Vbias3 = νπ/2，其中Vn为双平行马赫曾德调制器⑵的半波电压；所述的第一正弦波本地振荡器(31)的输出频率为3GHz 39GHz ；所述的第二正弦波本地振荡器(32)的输出频率f2为IGHz 13GHz ;f2 = 3f\ ；所述的第一射频功率放大器Gl)的放大系数α iSO、、/^ ；所述的第二射频功率放大器(42)的放大系数α』0 νπ/3，J2(2al3i/Vj = 9J2 Q α 2 π ，其中J2为二阶贝塞尔函数；所述的光电二极管(6)输出为三角波信号，频率为f = 2f\。
全文摘要
一种频率可调的三角波光子发生装置，涉及光电子器件、微波光子学领域，该装置的双平行马赫曾德调制器(2)光输入端和光输出端分别接连续波激光器(1)和光电二极管(6)，第一正弦波本地振荡器(31)、第二正弦波本地振荡器(32)的输出端分别接第一射频功率放大器(41)、第二射频功率放大器(42)，然后再各自接双平行马赫曾德调制器(2)第一电调制端(211)和第二电调制端(212)，双平行马赫曾德调制器三个电压偏置端(221、222、223)分别接第一、二、三电压源(51、52、53)输出端。调节正弦本地振荡器的工作频率、射频功率放大器的放大系数和电压源的电压值，产生频率可调的三角波，频率最高可达到26GHz，远大于电子学方法产生的三角波频率。
文档编号H04B10/145GK102215069SQ20111013809
公开日2011年10月12日 申请日期2011年5月26日 优先权日2011年5月26日
发明者冯素春, 刘志明, 宁提纲, 李晶, 油海东, 温晓东, 裴丽, 郑晶晶 申请人:北京交通大学