技术摘要：
本发明实施例公开了一种微波产生系统。该系统包括波长可调光源、偏振控制器、第一环行器、光纤、第一滤波器、光学微腔及第一光电探测器；光学微腔包括衬底和位于衬底一侧的支撑柱和腔体；波长可调光源用于提供泵浦光；偏振控制器用于调节泵浦光的偏振方向，以调整耦合  全部
背景技术：
低相噪微波源在光通信网络、雷达、激光雷达以及基础研究中具有广泛的应用。传 统的电子振荡器难以产生高频谱纯度的高频微波。近些年，用高速光探测器将多束相位锁 定的激光的光信号转换为微波信号受到广泛的关注。 其中，为了进一步实现微波源的小型化，已经利用微腔孤子频率梳产生了高频低 相噪的微波信号。通过微腔孤子频率梳产生的微波信号的相噪与泵浦激光的相噪、相对强 度噪声有关，激光的功率不稳定性、微腔与光纤耦合的不稳定性导致的腔内功率抖动、泵浦 激光与腔模之间的失谐抖动、微腔的热噪声以及机械噪声等因素均会影响微波信号的相 噪。目前为了降低基于微腔孤子频率梳产生的微波的噪声，需要用低噪声的激光器作为泵 浦源并且加入复杂的电学组件来稳定孤子功率、泵浦与腔模失谐，或者引入一个额外的微 波源对孤子重频进行注入锁定。这些方法需要加入复杂的光学和电学组件，不利于低相噪 微波源的小型化。
技术实现要素：
本发明实施例提供一种微波产生系统，该系统先在光学微腔中产生背向布里渊激 光，然后利用背向布里渊激光产生耗散克尔孤子频率梳，由于背向布里渊激光相对于波长 可调光源发出的泵浦光来说具有线宽窄、噪声低的优点，而且泵浦光工作在蓝失谐的热稳 定状态，可以借助背向布里渊激光产生相对更加稳定的光孤子，降低孤子梳齿的线宽，用高 速光电探测器转化为微波信号，从而产生相噪更低的微波信号，并且无需引入复杂电学装 置，有利于实现微波产生系统的小型化和集成化。 本发明实施例提供一种微波产生系统，包括波长可调光源、偏振控制器、第一环行 器、光纤、第一滤波器、光学微腔以及第一光电探测器； 所述波长可调光源的输出端与所述偏振控制器的输入端连接，所述偏振控制器的 输出端与所述第一环行器的第一端连接，所述第一环行器的第二端与所述光纤连接，所述 第一环行器的第三端与所述第一滤波器的输入端连接，所述第一滤波器的输出端与所述第 一光电探测器连接； 所述光纤从所述第一环行器的第二端延伸至所述光学微腔，延伸至所述光学微腔 的所述光纤包括锥状结构，所述光纤通过所述锥状结构与所述光学微腔耦合； 其中，所述光学微腔包括衬底和位于所述衬底一侧的支撑柱和腔体； 所述波长可调光源用于提供泵浦光，所述泵浦光经过所述偏振控制器和所述第一 环行器后耦合入所述光纤； 所述偏振控制器用于调节所述泵浦光的偏振方向，以调整所述泵浦光与所述光学 微腔的耦合效率； 4 CN 111555099 A 说　明　书 2/9 页 所述泵浦光通过所述锥状结构耦合入所述光学微腔，所述泵浦光在所述光学微腔 中激发背向布里渊激光，所述背向布里渊激光在所述光学微腔内发生四波混频效应，产生 耗散克尔孤子频率梳； 所述耗散克尔孤子频率梳耦合入所述光纤，并从所述第一环行器的第二端输入， 从所述第一环行器的第三端输出； 所述第一滤波器用于滤除所述泵浦光和所述背向布里渊激光，以使所述耗散克尔 孤子频率梳传输至所述第一光电探测器产生微波信号。 可选的，还包括设置于所述波长可调光源和所述偏振控制器之间的光放大器，所 述光放大器用于将所述泵浦光放大。 可选的，所述光放大器为半导体光放大器； 所述微波产生系统还包括第一准直器、光隔离器和第二准直器； 所述第一准直器、所述半导体光放大器、所述光隔离器和所述第二准直器在所述 波长可调光源和所述偏振控制器之间沿光路依次排列； 所述第一准直器的输入端与所述波长可调光源的输出端耦合，用于将所述泵浦光 准直后输入所述半导体光放大器； 所述半导体光放大器用于将所述泵浦光放大； 所述光隔离器用于使放大后的泵浦光单向传输； 所述第二准直器的输出端与所述偏振控制器的输入端连接。 可选的，所述光放大器为光纤放大器； 所述波长可调光源与所述光纤放大器的输入端连接； 所述光纤放大器的输出端与所述偏振控制器连接。 可选的，还包括设置于所述光放大器和所述偏振控制器之间的第二滤波器，所述 第二滤波器用于滤除所述光放大器的自发辐射光。 可选的，还包括设置于所述光放大器和所述偏振控制器之间的可调衰减器，所述 可调衰减器用于调整放大后的泵浦光的输出功率。 可选的，还包括第一耦合器、第二耦合器、第二光电探测器、第三光电探测器、示波 器、光谱仪、频谱仪以及相噪仪； 从所述光学微腔延伸出的所述光纤与所述第二光电探测器连接，所述第一滤波器 的输出端与所述第一耦合器的输入端连接，所述第一耦合器的第一输出端与所述第三光电 探测器连接，第二输出端与所述第一光电探测器连接，所述第一光电探测器与所述频谱仪 和所述相噪仪连接，所述第二光电探测器和所述第三光电探测器均与所述示波器连接，所 述示波器用于输出所述第二光电探测器和所述第三光电探测器探测的时域波形，所述频谱 仪和所述相噪仪分别测量微波信号的频谱和相噪； 所述第二耦合器的输入端与所述第一环行器的第三端连接，所述第二耦合器的第 一输出端与所述第一滤波器的输入端连接，第二输出端与所述光谱仪连接，所述光谱仪用 于测量所述第二耦合器的第二输出端的输出光谱。 可选的，所述第一滤波器包括光纤布拉格光栅，所述光纤布拉格光栅用于反射所 述泵浦光和所述背向布里渊激光，透射所述耗散克尔孤子频率梳； 所述微波产生系统还包括第二环行器，所述第二环行器的第一端与所述第二耦合 5 CN 111555099 A 说　明　书 3/9 页 器的第一输出端连接，所述第二环行器的第二端与所述第一滤波器的输入端连接，所述第 二环行器的第三端与所述光谱仪连接； 所述光谱仪还用于测量所述第二环行器的第三端的输出光谱。 可选的，所述波长可调光源为波长可调激光器。 可选的，所述光学微腔的衬底材料包括硅，所述腔体的材料包括二氧化硅。 本发明实施例提供的微波产生系统，包括波长可调光源、偏振控制器、第一环行 器、光纤、第一滤波器、光学微腔以及第一光电探测器；其中，光学微腔包括衬底和位于衬底 一侧的支撑柱和腔体；通过波长可调光源提供泵浦光，泵浦光处于光学微腔的蓝失谐区，具 有良好的热稳定性；泵浦光经过偏振控制器和第一环行器后耦合入光纤；通过偏振控制器 调节泵浦光的偏振方向，以调整泵浦光与光学微腔的耦合效率；泵浦光在光学微腔中激发 背向布里渊激光，产生背向布里渊激光的模式以及相应的模式族正好处于反常色散区，背 向布里渊激光在光学微腔内发生四波混频效应，产生耗散克尔孤子频率梳；耗散克尔孤子 频率梳耦合入光纤，并从第一环行器的第二端输入，从第一环行器的第三端输出；通过第一 滤波器滤除泵浦光和背向布里渊激光，以使耗散克尔孤子频率梳传输至第一光电探测器产 生微波信号。本实施例提供的微波产生系统，无需引入复杂电学装置，即可产生低相噪的微 波信号，有利于实现光孤子产生系统的小型化和集成化。 附图说明 图1是本发明实施例提供的一种微波产生系统的结构示意图； 图2是本发明实施例提供的一种微腔布里渊-克尔孤子频率梳产生原理示意图； 图3是本发明实施例提供的一种光学微腔的结构示意图； 图4是本发明实施例提供的另一种微波产生系统的结构示意图； 图5是本发明实施例提供的又一种微波产生系统的结构示意图； 图6是本发明实施例提供的又一种微波产生系统的结构示意图； 图7是本发明实施例提供的又一种微波产生系统的结构示意图； 图8是本发明实施例提供的又一种微波产生系统的结构示意图； 图9是本发明实施例中一种泵浦光和布里渊光的透射谱曲线示意图； 图10是本发明实施例中一种示波器采集的波形示意图； 图11是本发明实施例中得到的两种孤子状态的光谱及频谱示意图； 图12是本发明实施例中相噪仪测试的微波信号相噪曲线示意图。