一种集成光波导微波频率测量芯片及其系统和测量方法.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN109946515A

(43)申请公布日2019.06.28

(21)申请号CN201910158562.1

(22)申请日2019.03.04

(71)申请人昆明理工大学

地址650093云南省昆明市五华区学府路253号

(72)发明人张家洪蔡戚斌杨秀梅万小容李川

(74)专利代理机构

代理人

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种集成光波导微波频率测量芯片

及其系统和测量方法

(57)摘要

本发明涉及一种集成光波导微波频

率测量芯片及其系统和测量方法，属于微

波频率测量技术领域。本发明利用基片的

电光效应将待测信号加载到光波上，通过

调整波长可调激光器的输出波长使两个波

导微环谐振器的谐振波长重合，此时使用

两个光电探测器将两个微环谐振器输出的

加载有微波信号的光信号转换为电信号，

再使用电信号处理单元进行采集计算两输

出电信号的比值，便可得出待测微波频

率。本发明克服了传统微波频率测量系统

结构复杂、体积大、误差大等问题，具有

集成度高、结构简单、使用方便的优点。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种集成光波导微波频率测量芯片,其特征在于:包括具有电光效应的基片(1),以及

集成制作在基片(1)表面的第一直波导(2)、Y形分支光波导(3)、第二直波导(4)、第

三直波导(5)、第一环形光波导(6)、第二环形光波导(7)、两根水平条形电极(8)、两

根竖直条形电极(9);

所述第一直波导(2)与Y形分支光波导(3)的输入端连接在一起;

所述第二直波导(4)和第三直波导(5)分别与Y形分支光波导(3)的两个分支波导连接

在一起;

所述第一环形光波导(6)设置在靠近第三直波导(5)的一侧,与第三直波导(5)构成一个

微环谐振器;

所述第二环形光波导(7)设置在靠近第二直波导(4)的一侧,与第二直波导(4)构成另一

个微环谐振器;

所述两根水平条形电极(8)设置在第一直波导(2)的两侧,两根竖直条形电极(9)的一端

分别与两根水平条形电极(8)的一端相连接,另一端用于接入待测微波信号用于在两

根水平条形电极(8)之间形成调制电压。

2.根据权利要求1所述的集成光波导微波频率测量芯片,其特征在于:所述具有电光

效应的基片(1)为电光晶体或电光聚合物。

3.根据权利要求1所述的集成光波导微波频率测量芯片,其特征在于:所述第一环形

光波导(6)和第二环形光波导(7)的半径不相等。

4.一种集成光波导微波频率测量系统,其特征在于:包括波长可调激光器(10),用于为

测量系统提供光载波;

保偏光纤(11),用于将波长可调激光器(10)的输出端与微波频率测量芯片的第一直波

导(2)的输入端相连接;

单模光纤(12),用于将微波频率测量芯片的第二直波导(4)和第三直波导(5)的输出端

分别与第二光电探测器(14)和第一光电探测器(13)的输入端相连接;

传输电缆(15),用于将第一光电探测器(13)和第二光电探测器(14)输出的电信号输入

电信号处理单元(16)并通过计算得出被测微波信号的频率。

5.一种集成光波导微波频率测量方法,其特征在于:包括如下步骤:

1)通过微波信号频率测量芯片上的竖直条形电极(9)接入待测微波信号,利用基片(1)

的电光效应将微波信号调制到光载波上,产生载波以及两个幅度相等相位相反的一

阶边带;

2)调整波长可调激光器(10)的输出波长,使第一环形光波导(6)与第三直波导(5)构成

的微环谐振器的谐振波长,以及第二环形光波导(7)与第二直波导(4)构成的另一个微

环谐振器的谐振波长重合;

3)电信号处理单元(16)采集第一光电探测器(13)和第二光电探测器(14)的输出电信号,

并计算二者