基于光电混合双环的高边模抑制比振荡器

为了进一步有效提高光电振荡器的性能,提出了一种基于光电混合双环的高边模抑制比振荡器.利用两级电功分器构成电增益环腔,结合偏振分束器和偏振合束器形成的光纤双环结构,在没有引入外调制器和电滤波器的前提下,得到了高边模抑制比的小型化光电振荡器.实验中光纤长度取110m和2 km,获得了中心频率为11.4 GHz的微波信号,边模抑制比为60 dB,其相位噪声为-103.6 dBc/Hz@10 kHz.     

基于激光外调制的频率可调谐光电振荡器

为了实现光电振荡器(OEO)输出频率的可调谐,提出了一种基于外调制激光的频率可调谐光电振荡器。此方案在单环OEO的基础上增加一个由微波滤波器、电衰减器、电放大器和电移相器构成的电增益选频腔,通过调节电移相器的偏置电压可以等效改变电选频腔的腔长,从而改变其输出微波信号的频率;同时调节光延时线来改变光电振荡器的起振模式,通过电增益选频腔信号与光电振荡器自由振荡信号的电注入锁定,即可实现频率可调谐的光电振荡器,其输出信号的频率由锁定OEO模式的电增益选频腔决定。实验结果表明,本方案产生了频率调谐范围为10.05 GHz~10.09 GHz、调谐步长为400 kHz的输出信号,频率在40 MHz的范围内连续可调谐。在输出频率为10.0519 GHz时,其边模抑制比为60 dB,相位噪声为-115 dBc/Hz @10 kHz。该方案结构简单,既保留了单环OEO低相位噪声的优势,又能有效抑制边模,为实现频率可调谐OEO提供了一种新的方法。     

基于法拉第旋转镜的相位可调光电振荡器

为了有效实现光电振荡器(OEO)输出信号相位可调 ,提出了一种基于法拉第旋转镜的OEO。利用放大器 和滤波器构成电增益环腔,电增益环腔、直接调制半导体激光器(DFB-LD)和光 电检测器构成OEO环路。通过光分路器 得到经过调制后的光信号,结合级联光环形器和法拉第旋转镜结构,改变级联法拉第旋转镜 的个数,可以对应得到 相位延迟90～360°的射频(RF)信号,在实验结构简单的条件下,有 效实现了OEO输出信号的相位调谐。实验结果表 明,每增加一组光环形器和法拉第旋转镜结构,输出的RF信号相位延迟90°。当光纤长为2km,电增益环腔长 为0.5m时,得到频率为10.8GHz、边模抑制比大于50dB和相位噪声为－104.8 dBc/Hz@10kHz的RF信号。     

低相噪启钥式耦合微波光电振荡器研究北大核心

针对微波通信、雷达、电子战和导航等先进电子系统的应用发展需求,为了实现具有实用价值的极低相噪耦合微波光电振荡信号产生,提出了一种基于Sigma型光纤储能环腔架构的低相噪启钥式耦合微波光电振荡器。该方案通过Sigma型光纤储能技术消除了耦合微波光电振荡器中存在的偏振衰落问题,并且通过有源光纤环腔再生增益特性极大增强了振荡器品质因数,最终实现了10 GHz耦合微波光电振荡器的开机启钥稳定运行,起振信号在10 kHz频偏处的相位噪声达到-139.26 dBc/Hz。     

精细调谐电增益环腔光电振荡器

为了有效实现光电振荡器(OEO)输出频率精细调谐 ,提出了一种基于电增益环腔(EGRR)的OEO。利用放大器、 滤波器和移相器构成可调谐EGRR,通过改变EGRR内信号的相位等效实现 环腔长度的改变,得到不同 频率的射频(RF)信号,RF信号与OEO产生的自由振荡信号电注入锁定,输出信号 的频率由锁定EGRR输出频 率的OEO模式决定,相位噪声由OEO决定。在简单结构实验的条件下,有 效实现了OEO输出频率精细调谐。实验结果表明,当光纤长为2km、EGRR长为0.5m时,得到 了频率为11.3GHz、边模抑制比(SMSR)为 48dB、可调谐范围为239MHz、调谐最小步长 为100kHz和相位噪声为－99dBc/Hz@10kHz的RF信号。     

基于单环光电振荡的宽带二倍频信号产生方法

提出了一种基于单环光电振荡器(OEO)的宽带二倍 频信号产生方法。将射频(RF)信号经过第1级马赫-增德尔调制器(MZM)调 制到光信号上,通过控制第1级MZM的偏置电压,使得其工作在最小传输点(MITP)上,产生的 －1阶和+1阶边 带信号通过第2级MZM注入到由单膜光纤(SMF)、光电检测器(PD)和电放大器(amplifier)组成 的光电振荡环腔中,光电检测后产 生二倍频信号,信号的频率稳定度由信号源的稳定度决定,信号的相位噪声由光电振荡环腔 决定。在实验结构简单 的条件下,有效实现了宽带二倍频信号产生。实验结果表明,当本文系统可以实现对C波段 和X波段信号二倍频,输出信号的相位噪声在10kHz偏移处均低于－102dBc/Hz。     

基于光电振荡器的低相噪光生微波技术及其应用北大核心CSCD

光电振荡器通过自振荡产生超低相位噪声微波信号,具有光、电两种输出,有望从源头突破现有雷达、电子战等射频系统性能瓶颈。文章介绍了光电振荡器的基本结构和理论模型,回顾了光电振荡器相位噪声、边模抑制比、工作频率、稳定度和小型化等关键性能提升的研究进展,并讨论了光电振荡器的功能拓展及光电振荡器在雷达等领域的应用。     

基于光纤环选频特性的双环结构光电振荡器

提出并验证了一种借助于光纤环的选频特性实现辅助滤波的光电振荡器,利用偏振分束器(PBS)和偏振合束器(PBC)构成的双环路结构抑制掉部分光电振荡器的边模,同时借助于光纤环的光学梳状频率特性,对振荡器环路中的光信号模式再次进行选择,既起到边模抑制的作用,又提高了光电振荡器谐振腔的Q值.仿真结果表明:采用光纤环辅助滤波有利于光电振荡器的边摸抑制和单模输出,在保证光电振荡器输出低相位噪声和高频谱纯度微波信号的情况下,边模抑制比超过160 dB,模式间隔达到370 MHz,降低了对电域带通滤波器的性能要求,是一种新的光电振荡器设计方案.     

基于电移相器的频率精细可调谐光电振荡器

光电振荡器(OEO)是当前热门的一个研究问题,频率可调谐是它的一个重要性能指标。目前,频率可调谐的步长比较大,较好的也只能达125 MHz左右,还处于粗调谐水平。通过实验验证了一种基于电移相器实现的可精细调谐的OEO。该方案通过调节电移相器的偏置电压,改变环腔中振荡频率的相位,等效于改变环腔时延,最终实现环腔振荡频率的改变。由于移相器的相移量可以通过偏置电压进行细微调整,所以可以实现环腔振荡频率的精细调谐。实验中使用最大相移量为180°的电移相器实现了10.020~10.025GHz约5.5 MHz范围内步长约为70kHz的精细可调谐。     

谐波锁模光电振荡器（特邀）

提出了一种主动锁模光电振荡器（OEO）方案,可以实现高阶谐波锁模,从而产生具有高重复频率的微波脉冲信号。在所提方案中,通过在OEO腔内的电光强度调制器直流偏置端口引入一个正弦驱动信号,当该正弦信号的频率为OEO环腔自由光谱范围的整数倍时,实现基频（）或谐波（）锁模,输出重复频率为的微波脉冲信号。实验中分别实现了10阶、50阶和100阶谐波锁模,输出微波脉冲信号的重复频率分别为360 kHz、1.8 MHz和3.6 MHz。该方案为脉冲多普勒雷达等系统应用提供了一种全新的、具备低相噪潜力的微波脉冲信号产生的技术途径。     

耦合式光电振荡器的理论与实验研究

为了研究耦合式光电振荡器,阐述了耦合式光电振荡器的模式选择理论,给出了维持最佳锁模状态的相位匹配条件,分析了影响射频信号相位噪声的因素,进行了基于保偏机制的耦合式光电振荡器的实验研究。采用分别调节光环形腔和光电微波振荡环路中的保偏可变光纤延迟线可改变腔长的方法,获得了腔长与振荡频率的关系。同时,采用鉴频法测量了不同条件下5GHz射频信号的相位噪声,研究了影响射频信号相位噪声的因素。结果表明,耦合式光电振荡器的振荡模式取决于光环形腔的腔长,射频信号相位噪声受到光信号偏振态、相位匹配、环路长度等因素的影响。实验中获得了偏移频率10kHz处相位噪声达到-136dBc/Hz的5GHz射频信号,是目前国内已知的相位噪声最低的耦合式光电振荡器。     

RF oscillator implementation using integrated CMOS surface acoustic wave resonators

This work is a proof of concept that a monolithic CMOS surface acoustic wave (SAW) resonator can function as an RF oscillator. The design of the oscillator includes the measurement characteristics of the CMOS SAW resonator, its matching networks, and RF amplifier is described. The integrated SAW resonator, with its operating frequency controlled by the spacing of its transducers was fabricated using a combination of CMOS plus post-CMOS processes. Based on the operation and performance of the SAW resonators, an equivalent circuit model of the CMOS SAW resonator was developed. A series resonant oscillator design was simulated using Microwave Office^TM. The designed matching network improves both the insertion losses and the phase slope of the resonator, while the RF amplifier provides sufficient gain to ensure oscillation. Measurements conducted on the RF-CMOS SAW oscillator demonstrated oscillation at 600 MHz.     

基于微机械圆盘谐振器的振荡器

基于微机械谐振器的硅振荡器是微波通信系统中的关键器件。制作了工作于径向体声学振动模态的微机械谐振器,通过分析微机械谐振器的电参数,并以此谐振器为基础进行振荡器的设计。针对圆盘形微机械谐振器工作过程中阻抗较大的问题,通过多级放大来补偿信号经过谐振器时引起的衰减和相位变化。振荡器包括两部分放大电路,基本振荡回路的多级放大保证振荡器正常起振,输出多级放大保证振荡器的输出达到一定的功率。所设计的振荡器阻抗44kΩ,振荡频率143.33MHz,为大阻抗条件下振荡器的设计提供一定的参考。     

Experimental investigation of microwave-optoelectronic interactionsin a microstrip ring resonator

Microwave optoelectronic mixing on a semi-insulating gallium arsenide substrate performed by monolithically integrating Schottky diode photodetectors into a microstrip ring resonator is discussed. When operated in the resistive mixing mode, a low frequency difference signal is extracted from the bias pad of the circuit. In the parametric mode, both degenerate and non-degenerate parametric amplification of an optical carrier signal takes place. The circuit shows good potential for application in wide-band fiberoptic systems     

一种基于半导体光放大器的Ku波段可调谐光电振荡器

基于半导体光放大器(SOA)的非线性偏振旋转效应,提出了一种可调谐双环路光电振荡器(OEO),并从理论上分析了这种设计的基本原理。实验测得了振荡频率为12.978 GHz的微波信号的频谱图和相位噪声图,并且在Ku波段通过直接调节SOA注入电流得到调谐范围为40MHz,调谐步长约为2MHz的微波信号输出。在整个调谐范围内,输出微波信号的相位噪声在偏离中心频率10kHz处低于-75dBc/Hz。     

Surface High-Energy Laser

We describe a design strategy for high-power solid-state laser oscillators using local correction of thermally induced optical distortion. This offers a potential for scaling lowest order Gaussian mode solid-state laser oscillators directly to high average power, e.g. >100 kW, while using a relatively simple near confocal ring resonator. The waste heat is necessarily produced in the gain region; however, the design strategy facilitates scaling by allowing the laser oscillator to function as though the waste heat was produced in a surface region external to the gain medium.     

宇称时间对称光电振荡器技术研究进展

随着微波技术的不断进步,提升本振信号源的频率稳定度及相位噪声指标的需求尤为迫切.光电振荡器技术因具备极低的相位噪声以及良好的频率拓展性吸引了研究人员的广泛关注.但光电振荡器内部的长距离光纤大量增加了输出信号的边带,如何解决单模输出与相位噪声之间的矛盾成了光电振荡器领域研究的热点.宇称-时间对称方法在保证输出信号相位噪声的前提下可极大地优化输出信号的边带抑制,受到国内外研究团队的广泛关注.文章在对宇称-时间对称光电振荡器的工作原理和特性进行阐述和分析的基础上,对国内外研究团队设计的宇称-时间对称光电振荡器结构和方案进行了总结,分析比较了各种方案的基本原理及性能指标,讨论了宇称-时间对称光电振荡器技术的未来发展方向.