曹伟， 罗民，陈海燕

(长江大学电子信息学院，湖北 荆州 434023)(长江大学物理与光电工程学院，湖北 荆州 434023)

近些年来，利用光学方法产生微波信号的技术在光纤无线电系统、宽带无线接入网、5G移动通信及卫星通信系统等领域具有越来越广泛的应用前景[1～3]。利用光学方法产生微波信号的思路是将波长(或频率)相近的2束连续波激光合成，得到拍频信号，当该信号频率在微波频率范围时，即是微波信号。利用该方法可以产生宽频带、低相位噪声的高质量的高频信号[4～6]。到目前为止，已提出了2种利用光学产生微波信号的方法：一是将来自2个不同激光器的2束激光信号进行合成，这种方法产生的微波信号具有较大的相位噪声[7]；二是直接利用双波长激光器的输出信号，如外注入激光的空间模式法布里-珀罗激光二极管(SMFP-LD)[8]、调Q双波长激光器[9]和半导体激光器[10]。在现有的双波长激光器方案中，稀土掺杂光纤已被广泛用作增益介质。最近，Pan H等使用半导体光放大器(SOA)作为增益介质来获得连续波(CW)激光[11]，但罕见基于SOA的双波长CW激光器，并用于产生微波信号的报道。为此，笔者提出一种新型的基于SOA的双波长环形腔光纤激光器，并将其用于产生微波与毫米波信号。

1 理论模型

为简单起见，假定2个单位振幅激光信号光场表达式为：

E1(t)=exp(j2πf1t)

(1)

E2(t)=exp(j2πf2t)

(2)

则合成光波信号光场为：

E(t)=E1(t)+E2(t)

(3)

合成光波信号强度可表示为：

I=E×E*

(4)

式中，f1、f2分别为两光波的频率;E*表示E的共轭。

经过简单运算，可得:

I=2+2cos[2π(f1-f2)t]

(5)

合成信号频率为f1-f2即2个独立光信号频率之差。……