【11】證書號數：I554819
【45】公告日： 中華民國 105 (2016) 年 10 月 21 日
【51】Int. Cl.： G02F2/00 (2006.01) H01S5/0687 (2006.01)
發明 全 14 頁 【54】名 稱：光電式微波產生裝置及方法
PHOTONIC MICROWAVE GENERATION APPARATUS AND METHOD THEREOF
【21】申請案號：104128039 【22】申請日： 中華民國 104 (2015) 年 08 月 27 日 【72】發 明 人： 黃勝廣 (TW) HWANG, SHENG KWANG；洪裕涵 (TW) HUNG, YU HAN 【71】申 請 人： 國立成功大學 NATIONAL CHENG KUNG
UNIVERSITY 臺南市東區大學路 1 號 【74】代 理 人： 楊長峯；李國光；張仲謙 【56】參考文獻： TW 200308129A CN 104536232A CN 102929069A WO 2015/045266A1 審查人員：蕭盛澤 [57]申請專利範圍 1. 一種光電式微波產生裝置，包含：一類光頻梳訊號產生模組，產生一類光頻梳訊號；以 及一光電式微波產生模組，輸入該類光頻梳訊號，該光電式微波產生模組包含一微波產 生雷射，其中該類光頻梳訊號之一功率及一載波頻率係被調整至使得該微波產生雷射工 作於一週期一非線性動態下，且該類光頻梳訊號之其中一階諧波相位鎖住該週期一非線 性動態之一振盪邊帶，使得該微波產生雷射輸出載有一線寬窄小且頻率穩定之微波訊號 之一第一光訊號。 2. 如申請專利範圍第 1 項所述之光電式微波產生裝置，其中該類光頻梳訊號產生模組包 含：一光注入雷射，產生一連續波雷射光；一光偏振控制器，接收該連續波雷射光並調 整偏振後輸出；一微波參考訊號產生器，產生一微波參考訊號；一微波訊號放大器，連 接該微波參考訊號產生器，該微波訊號放大器接收該微波參考訊號並利用一非線性關 係，以產生一微波諧和訊號，其中該微波諧和訊號係為一多階之梳形訊號；以及一外部 調制器，接收該微波諧和訊號及該光偏振控制器調整後之該連續波雷射光，該外部調制 器將該微波諧和訊號調制於該連續波雷射光，以產生該類光頻梳訊號，其中該類光頻梳 訊號為具有一多階且相位相干性高之諧波。 3. 如申請專利範圍第 1 項所述之光電式微波產生裝置，其中該光電式微波產生模組更包 含：一光功率調整器，輸入該類光頻梳訊號並調整該類光頻梳訊號之該功率；以及一光 偏振控制器，連接於該光功率調整器，該光偏振控制器接收該光功率調整器輸出之該類 光頻梳訊號，再調整偏振後輸出至該微波產生雷射。 4. 如申請專利範圍第 3 項所述之光電式微波產生裝置，其中該光功率調整器更包含一主動 光學元件或是一被動光學元件，該主動光學元件係為一光功率放大器，該被動光學元件 係為一光功率衰減器。 5. 如申請專利範圍第 1 項所述之光電式微波產生裝置，其中該光電式微波產生模組更包含 一光路徑控制器設置於該微波產生雷射之一輸入端前，該光路徑控制器單向引導該類光 頻梳訊號進入該微波產生雷射，以及由該微波產生雷射將該第一光訊號單向引導至輸出。 4790
-6. 如申請專利範圍第 5 項所述之光電式微波產生裝置，其中該光路徑控制器係一光循環 器，且該微波產生雷射係一半導體雷射。 7. 一種光電式微波產生方法，包含下列步驟：利用一類光頻梳訊號產生模組產生一類光頻 梳訊號；以及輸入該類光頻梳訊號至具有一微波產生雷射之一光電式微波產生模組，其 中該類光頻梳訊號之一功率及一載波頻率係被調整至使得該微波產生雷射工作於一週期 一非線性動態下， 且該類光頻梳訊號之其中一階諧波相位鎖住該週期一非線性動態之一 振盪邊帶，使得該微波產生雷射輸出載有一線寬窄小且頻率穩定之微波訊號之一第一光 訊號。 8. 如申請專利範圍第 7 項所述之光電式微波產生方法，其中於利用該類光頻梳訊號產生模 組產生該類光頻梳訊號中，包含下列步驟：利用一光注入雷射以產生一連續波雷射光； 利用一光偏振控制器以調整該連續波雷射光之偏振後輸出；利用一微波參考訊號產生器 以產生一微波參考訊號；將該微波參考訊號輸入至一微波訊號放大器，並利用該微波訊 號放大器之一非線性關係，產生一微波諧和訊號，其中該微波諧和訊號係為一多階之梳 形訊號；以及輸入該微波諧和訊號及該光偏振控制器調整後之該連續波雷射光至一外部 調制器，使得該外部調制器將該微波諧和訊號調制於該連續波雷射光，以產生該類光頻 梳訊號，其中該類光頻梳訊號為具有一多階且相位相干性高之諧波。 9. 如申請專利範圍第 8 項所述之光電式微波產生方法，其中於輸入該類光頻梳訊號至該光 電式微波產生模組中，包含下列步驟：輸入該類光頻梳訊號至一光功率調整器以調整該 類光頻梳訊號之該功率；以及 輸入該光功率調整器輸出之該類光頻梳訊號至一光偏振控 制器，以使得該光偏振控制器調整該類光頻梳訊號之偏振後輸出至該微波產生雷射。 10. 如申請專利範圍第 7 項所述之光電式微波產生方法，其中於輸入該類光頻梳訊號至該光 電式微波產生模組中，包含利用一光路徑控制器單向引導該類光頻梳訊號進入該微波產 生雷射，以及由該微波產生雷射將該第一光訊號單向引導至輸出。 圖式簡單說明 第 1 圖係為根據本發明之光電式微波產生裝置之功能方塊圖。 第 2 圖係為根據本發明之光電式微波產生方法之第一實施例之第一流程圖。 第 3 圖係為根據本發明之光電式微波產生方法之第一實施例之第二流程圖。 第 4 圖係為根據本發明之光電式微波產生裝置之第一實施例之週期一非線性動態之光譜 圖。 第 5 圖係為根據本發明之光電式微波產生裝置之第一實施例之類光頻梳訊號之光譜圖。 第 6 圖係為根據本發明之光電式微波產生裝置之第一實施例之第一光訊號之光譜圖。 第 7 圖係為根據本發明之光電式微波產生裝置之第一實施例之第一光訊號之微波頻譜圖。 第 8 圖係為根據本發明之光電式微波產生裝置之第一實施例之第一光訊號之微波訊號之 相位雜訊圖，以及微波參考訊號經 20[log10(N)]dB 調整前後之相位雜訊圖。 第 9 圖係為微波參考訊號之頻率為 4GHz 時，根據本發明之光電式微波產生裝置之第一實 施例之第一光訊號之微波訊號之相位雜訊變異數與低頻諧和階數(N)之關係圖，以及微波參考 訊號經 20[log10(N)]dB 調整前後，其相位雜訊變異數與低頻諧和階數(N)之關係圖。 第 10 圖係為微波參考訊號之頻率為 4GHz 時，根據本發明之光電式微波產生裝置之第一 實施例之第一光訊號之微波功率與邊帶/載波功率比值，其與低頻諧和階數(N)之關係圖。 第 11 圖係為類光頻梳訊號之低頻諧和階數(N)為 10 時，根據本發明之光電式微波產生裝 置之第一實施例之第一光訊號之微波訊號之相位雜訊變異數與微波參考訊號頻率之關係圖， 以及微波參考訊號經 20[log10(N)]dB 調整前後，其相位雜訊變異數與微波參考訊號頻率之關 係圖。 (2) 4791
-第 12 圖係為類光頻梳訊號之低頻諧和階數(N)為 10 時，根據本發明之光電式微波產生裝 置之第一實施例之微波功率與邊帶/載波功率比值，其與微波參考訊號頻率之關係圖。
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