用布里渊激光产生高稳定频率可调微波信号

微波信号光学产生在微波光子学等领域具有重要的应用前景，本项目提出用光纤布里渊多波长单频激光拍频产生微波信号的新方法，布里渊多波长激光器由用一个DFB激光器泵浦产生多级Stokes激光输出，可产生频率高稳定的微波, 因各级Stokes光频率同步漂移，可以消除因温度等因素引起的泵浦激光频率漂移对微波信号的影响。多波长布里渊Stokes光的阶数较多，生成微波频率选取范围宽广，可实现步进调谐。由于布里渊的Stokes频移与光纤上的应力相关，而且布里渊激光具有很强的频率牵移效应，通过控制光纤应力（拉伸光纤）可实现微波频率精密调谐。另外，布里渊单频激光与泵浦光相比具有线宽窄化和噪声减弱等特点，因此本项目有望得到稳定性好、线宽窄、频率可调的光生微波信号。

1．研究了一种结构紧凑，性能稳定的单频布里渊光纤激光器，研究表明该单频布里渊光纤激光器的信噪比相对泵浦激光器的信噪比提高约10dB，输出激光器的线宽在KHz量级以内。.2．研究了一种将EDFA置于约10m左右光纤构成的布里渊激光振荡腔外多波长光纤激光器。有效避免了自由振荡腔频的存在也即不受自由腔频的限制，保证布里渊激光器各个波长处于单纵模运转。在实验室目前EDFA输出功率水平，已经观察到7个布里渊激光波长。如果能够进一步提高泵浦光的功率，更多阶的Stokes光波长是很容易得到的。.3．研究了光纤布里渊频移的应力效应及布里渊激光腔中的频率牵引效应，用两个相似结构的布里渊单模光纤激光器采用级联方法在实验上实现了光生微波频率的精密可调谐。研究表明所生微波信号的线宽约为2.8 kHz。在一个自由频谱宽度（FSR）19.8 MHz范围内，可调谐范围为9.6 MHz，跳模为10.2 MHz，实验结果理论计算值与实验吻合得非常好。用多波长布里渊光纤激光器实验上实现了步进可调的光生微波信号，步进频差约为11GHz。.4．研究了一种基于有源环形腔的快慢光方案，理论分析表明通过改变有源环形腔的泵浦功率可以改变环形腔的损耗，从而实现群延迟的光学可控。与环形腔慢光相比，方案结构简单，易于实现，且在获得较大群延迟的同时还可以实现信号的增益，具有广泛的实用前景。.在基金委经费的帮助下还进行了如下两方面的工作：.5．利用双面金属包覆波导结构提出了一种能同时测量透明陶瓷玻璃电光系数和压电系数的新方法。该方是一种有效解决同时分析电光效应和压电效关系新方法。理论与实验结果吻合的很好。.6．利用双面金属包覆结构提出一种高灵敏的空芯金属包覆波导传感器。并与传统的倏逝场传感器的灵敏度进行比较分析，得出了物理概念非常清晰的灵敏度统一解析式。研究表明振荡场传感器比现有倏逝场传感器的灵敏度至少高1-2个数量级。在实验室现有条件下葡萄糖溶液浓度的探测极限可以达到1ppm，大肠杆菌繁殖能够分辨0到30分钟内生长的动态过程。实验测试说明了器件的稳定性和可靠性都很高。