作者单位
摘要
复旦大学通信科学与工程系和电磁波信息科学教育部重点实验室,上海 200433
提出了一种基于光学外调制器倍频产生W波段线性调频(LFM)信号并用于高分辨率测距的新方案。通过光调制器将来自任意波形发生器(AWG)的LFM信号调制到光载波的边带上,利用光电探测器(PD)拍频完成光电转换,从而产生四倍频W波段LFM信号,其中心频率与带宽均为原始LFM信号的四倍。发射上述宽带LFM信号对相距为50 cm的2个目标分别测距,测量结果为48.8 cm,误差为1.2 cm。为进一步验证实验的可靠性,调整2个目标的距离为40 cm,测量结果为38.9 cm,误差为1.1 cm。该系统克服了难以直接在电域产生高频信号的“电子瓶颈”,通过光子辅助产生宽带LFM信号实现了高分辨率感知测距,为未来超高分辨率的线性调频连续波雷达系统提供了一种解决方案。
微波光子学 雷达测距 光子辅助倍频 线性调频连续波 W波段 
激光与光电子学进展
2024, 61(9): 0906006
黄昆 1,2杨昊 1,2李若雪 1,2周人 1,2[ ... ]田遥岭 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心,四川 成都 610200
2 中国工程物理研究院电子工程研究所,四川 绵阳 621900
利用新颖的四端口平衡式二倍频原型,开发了215~230 GHz 频段的肖特基变容管倍频器,并具备更加优秀的变频效率和功率容量。同时,所提出的倍频架构能够实现奇次谐波和四次谐波的本征抑制,并且其中采用的二极管管结数量相对于传统平衡倍频结构提升了两倍。因此,这种四端口倍频电路可以实现更好的转换效率和双倍的功率处理能力。在室温下,当输入功率为196 ~ 340 mW 时,该倍频器具有约39.5% 的峰值转换效率(@218 GHz),即使在较高的频率下,该倍频器也被证明是高功率太赫兹波信号产生的理想解决方案。
平衡式二倍频 太赫兹信号产生 非线性 肖特基二极管 balanced doubler terahertz wave generation nonlinear Schottky diode 
红外与毫米波学报
2024, 43(1): 79
作者单位
摘要
1 山西大学物理电子工程学院 山西 太原 030006
2 量子光学与光量子器件国家重点实验室 山西大学光电研究所 山西 太原 030006
二阶非线性光学参量过程的上转换和下转换过程是扩展激光波长范围的一种手段, 其中上转换过程中的倍频与和频可以有效产生短波长激光。本文提出利用1 438.9 nm的基频光场注入内置一块单周期结构的极化铌酸锂晶体(PPLN)的双端光学腔, 在极化晶体的同一周期内, 产生719.45 nm的二倍频光场和479.63 nm的三倍频光场, 得到的两束光场分别从双端倍频腔两端输出。研究设计了晶体的周期结构, 使得二倍频和三倍频的两个非线性光学过程在PPLN晶体的同一极化周期内同时性满足准相位匹配条件, 实现二倍频和三倍频光场同时产生。并计算分析晶体极化周期, 基频光波长和温度三个参数之间的关系, 得到的结论可为单激光在单周期结构极化晶体中产生双波长激光提供理论参考价值。
非线性光学 周期极化晶体 准相位匹配 倍频 和频 nonlinear optics periodic polarized crystal quasi-phase matching double frequency sum frequency 
量子光学学报
2023, 29(3): 030701
作者单位
摘要
1 中国电子科技集团公司第十三研究所, 河北石家庄 050051
2 固态微波器件与电路全国重点实验室, 河北石家庄 050051
介绍了一款基于 GaAs肖特基二极管单片工艺的 220 GHz倍频器的设计过程以及测试结果。为提高输出功率, 倍频器采用多阳极结构, 8个二极管在波导呈镜像对称排列, 形成平衡式倍频器结构。采用差异式结电容设计解决了多阳极结构端口散射参数不一致问题, 提高了倍频器的转换效率和工作带宽。对设计的倍频器进行流片、装配和测试, 测试结果显示: 倍频器在 204~ 234 GHz频率范围内, 转化效率大于 15%; 226 GHz峰值频率下实现最大输出功率为 90.5 mW, 转换效率为 22.6%。设计的 220 GHz倍频器输出功率高, 转化效率高, 工作带宽大。
倍频 太赫兹 肖特基二极管 结电容 单片 frequency doubler tearhertz Schottky barrier diode junction capacitance Microwave Monolithic Integrated Circuit 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(9): 1080
作者单位
摘要
1 中国科学院上海微系统与信息研究所太赫兹固态技术重点实验室, 上海 200050
2 中国科学院大学材料科学与光电工程中心, 北京 100049
3 江苏大学物理与电子工程学院, 江苏镇江 212013
提出一种基于电场驱动的 GaAs基微带超晶格高阶谐波产生的太赫兹倍频器, 利用平衡方程方法分析了倍频器在磁场下峰值功率输出和在参数空间(Edc,Eac)的分布情况。研究表明, 在 (Edc,Eac)的参数平面内, 磁场对二次和三次谐波功率的峰值影响不大, 但磁场会拓宽谐波输出功率的峰值区域, 提高在 (Edc,Eac)参数空间内输出峰值功率的概率。当 Eac确定时, 谐波发射功率峰值的位置会受到直流电场产生的布洛赫振荡频率 fB、交流电场产生的调制布洛赫振荡频率 fMB和磁场引起的回旋振荡频率 fc的影响而发生变化。研究表明, 基于半导体超晶格的太赫兹倍频器是很有应用潜力的太赫兹波发生器件。
超晶格 太赫兹 谐波 倍频 semiconductor superlattice terahertz harmonics frequency multiplier 
太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(4): 517
李奇 1王金艳 1季鑫 1王斌 1[ ... ]郑权 1,2
作者单位
摘要
1 长春新产业光电技术有限公司,吉林 长春 130103
2 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033
371~385 nm波段的紫外激光器可以应用在超精密材料加工、激光多普勒冷却、光子纠缠和量子通讯等诸多领域。为实现这一波段激光输出,报道了一台可调谐翠绿宝石连续紫外激光器。首先,采用了水平偏振的635 nm红光半导体激光二极管阵列作为抽运源。其次,选用V型折叠腔结构,端面泵浦了长度为10 mm、Cr3+掺杂浓度为0.2at.%的国产翠绿宝石晶体,再利用长度为7 mm的I类位相匹配偏硼酸钡晶体进行腔内倍频。最后,微调节BBO晶体角度,实现了波长可连续调谐的371~385 nm连续运转的紫外激光输出。当泵浦光功率为17 W时,在波长为378 nm处得到最大稳定输出功率为1.25 W,泵浦光到紫外光的最大转换效率约为7.3%,波长为378 nm紫外激光光束质量因子沿着xy方向分别为1.13和1.12。
紫外连续激光器 371~385 nm可调谐激光 腔内倍频 翠绿宝石晶体 ultraviolet CW laser 371-385 nm tunable laser intracavity frequency doubling alexandrite crystal 
红外与激光工程
2023, 52(11): 20230129
作者单位
摘要
北京理工大学, 北京 100081
基于65 nm CMOS工艺设计了一种低功耗低成本十倍频电路。在1.2 V电源电压下, 电路功耗小于0.53 mW。提出了一种低复杂度的5段斜率-电阻相位插值方法, 通过对四路正交斜率信号进行电阻相位插值, 在8 MHz到24 MHz的输入频率范围内, 实现了可重构的十倍频电路。该电路结构简单, 仅包含正交方波信号发生器、斜坡信号发生器和提出的5段斜率-电阻相位插值器, 可用于低功耗、低成本的倍频场合, 且具有可接受的频率偏差。在输入频率为16 MHz, 输入功率为-2.0 dBm时, 电路输出功率为-12.9 dBm, 倍频效率为4.40%。
倍频 斜率-电阻相位插值 低功耗 低复杂度 可重构 frequency multiplier slope-resistance phase interpolation low power low complexity reconfiguration 
微电子学
2023, 53(5): 853
作者单位
摘要
1 安徽大学物质科学与信息技术研究院, 安徽 合肥 230601
2 中国科学院合肥物质科学研究院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
3 中科环光技术有限公司, 安徽 合肥 230031
针对车载激光雷达对激光器光源的应用需求, 设计了一种高环境适应性、高重频的全固态激光器。设计上,采用ABCD传输矩阵理论对谐振腔进行计算和分析, 实现了激光介质内泵浦光和振荡光最佳的模式匹配; 实验上, 进行了谐振腔的胶水稳定性测试和局部温控测试,从工艺上提高谐振腔的稳定性。通过测量激光器在高温、低温、振动等不同工况下的功率稳定性,证明了激光器具有高环境适应性。该激光器基于风冷散热实现了整机在 -10 oC至55 oC温度范围内和公路谱振动条件下的稳定工作。在泵浦功率为8.31 W、声光调Q模式下, 获得了脉宽为7 ns、重复频率为4 kHz、平均功率为0.95 W、单脉冲能量为0.24 mJ的532 nm绿光输出,满足激光雷达车载的应用需求。
激光技术 模式匹配 腔内倍频 声光调Q 宽温度范围 laser techniques pattern matching intracavity frequency doubling acousto-optic Q modulation wide temperature range 
量子电子学报
2023, 40(6): 858
于圣杰 1冯健 1张新 1肖垚 2[ ... ]佟存柱 1,*
作者单位
摘要
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室,吉林 长春 130033
2 苏州长光华芯光电技术股份有限公司,江苏 苏州 215163
报道了基于半导体碟片激光倍频实现的高功率青色(蓝绿光)激光,连续输出功率可达到4.8 W。通过半导体碟片热管理优化和金刚石热沉预金属化,获得了最大功率为22.5 W、光-光转换效率为42.7%的980 nm基频光输出。通过V型腔LBO(LiB3O5)晶体倍频实现了4.8 W 490 nm激光输出,总的光-光转换效率为15.4%,单位泵浦面积产生的蓝绿光光强为3.8 kW/cm2
激光器 半导体碟片激光器 封装工艺 光泵浦 腔内倍频 
中国激光
2023, 50(23): 2301004
作者单位
摘要
1 西南技术物理研究所,成都 610041
2 四川大学 电子信息学院,成都 610065
为了提升调频连续波激光雷达调制带宽、从而提高距离分辨率,采用基于双平行Mach-Zehnder调制器的外调制方式,结合无光滤波器的微波光子倍频技术,通过1 GHz的射频源实现8 GHz的宽带射频调制信号,并利用搭建的模型研究了微波光子倍频子系统中消光比、调制系数和移相器相位偏移3个参数的变化对调频连续波激光雷达系统性能的影响。结果表明,大部分商用调制器的消光比可以满足使用需求,调制系数在2.385~2.425范围内或电移相器误差不大于1.3°时,该激光雷达探测信号峰的功率抑制比可以保持在20 dB以上。此研究结果为微波光子倍频技术在调频连续波激光雷达中的应用提供了理论支持,对工程实现有一定的参考意义。
激光技术 激光雷达 调频连续波 微波光子学 倍频 laser technique light detection and ranging frequency-modulated continuous wave microwave photonics frequency multiplication 
激光技术
2023, 47(6): 729

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