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。     

基于可调谐真相移的可调谐光电振荡器

提出一种基于真相移(TPS)实现可调谐光电振荡器( OEO)的方案。只需通过调谐Mach-Zehnder 调制器(MZM)的偏置电压,就可以实现可谐滤波器的频谱响应的改变,即可实现TPS滤波器。 其中,两个抽头的可调谐滤波器是由双光源、双调制器以及叠印光栅来实现。OEO的输出频 率由二抽头可调 谐滤波器的峰值频率决定,而滤波器可调谐,这样就可以实现输出OEO的输出频率可调。 仿真结果表明,输出频率可以实现5～10GHz宽带宽可调谐。     

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。     

基于载波相移双边带调制的可调谐光电振荡器

设计了一种利用载波相移双边带调制(CPS-DSB)系统实现宽带频率可调谐的光电振荡器(OEO)。其中CPS-DSB系统由3dB耦合器、π偏置Mach-Zehnder调制器(MZM)及可变移相器(VPS)组成,并与线性啁啾光纤Bragg光栅(LCFBG)完成可调谐微波光子滤波器(MPF)的功能。通过调整VPS的相位可完成MPF中心频率的调谐,进而实现OEO振荡频率的调谐功能。理论分析和仿真实验表明,通过调谐VPS的相位可实现振荡频率大范围调谐。     

基于电增益环腔选频特性的小型光电振荡器

为了进一步提高光电振荡器的实用性,提出了一种基于耦合型电增益环腔的小型化光电振荡器。利用电功分器和放大器构成电增益环腔,其梳状滤波效应可以有效对光电振荡器进行模式选择,结合直接调制半导体激光器,单模光纤和光电检测器,有效实现了小型化光电振荡器。理论上分析了电增益环腔的基本原理,并且通过仿真进行了验证。实验中获得了中心频率为12.624 GHz的微波信号,其相位噪声为-102 dBc/Hz@10 kHz。该方案在结构简单的条件下可以得到质量较高的射频信号,可以作为光电振荡器实用化的一种解决方法。     

反馈型光电混合振荡器环内非线性现象的研究

对反馈型光电混合振荡器建立了一种新的理论解 析模型,不仅可以准确描述振荡器的功率 与相噪特性,而且能够实现与Yao′s的经典近似线性模型兼容,清晰地体现非线性对增益进 行压缩的物理机理。采用近似线性分析方法,综合考虑了光电调制器与微波放 大器的非线性,建立了适用范围 更广、精确度更高的理论解析模型,进而分析了微波放大器的非线性对振荡信 号强度与相位噪声的影响。实验结果 表明,本文模型均能实现对振荡信号的功率与相噪进行 准确描述。此外,还分析了微波放大器有色噪声通过非线性 实现上转换的物理现象,提出了 “在光电振荡器(OEO)设计中让电光调制器非线性对环路增益进行压缩、保证微波放大器工 作在线性区域是一种降低振荡信号近载频相噪的有效方式”的工程方法。     

基于串联耦合双循环延时线的可重构光电振荡器

针对光电振荡器(OEO)系统,设计了一种可实现滤波功能的串联耦合双循环延时线(SCDRDLs),并与放大自发辐射(ASE)宽带激光源、Mach-Zehnder调制器(MZM)、偏振分束器(PBS)相结合形成微波光子滤波器(MPF)。利用结构中ASE宽带激光源相干时间小于SC-DRDLs固有延时的特性,实现MPF的非相干性。同时SC-DRDLs的双循环延时线级联特性,决定系统具有大的自由频谱范围,再结合其双输出端口与PBS形成的双环结构,完成系统的高边摸抑制性能。理论分析和实验结果表明,本文系统能产生高频谱纯度、长期稳定性和低相位噪声的微波信号;通过改变SC-DRDLs的环长,可对MPF进行重构,进而调谐振荡频率。     

3mm谐波振荡器的电调谐

本文在分析谐波振荡器的电路特性的基础上,针对谐波振荡器的电调谐问题,提出了“电调基频,提取谐波”的新构想,并以该构想指导振荡器的电路设计。最后,采用国产参放变容管作为电调元件于1988年在国内首次研制成功了3mm电调谐波振荡器。该振荡器最大电调带宽超过4GHz;当电调带宽等于±100MHz时,输出功率大于10mW;当电调带宽等于±500MHz时,输出功率大于5mW。     

基于非线性色散补偿光栅的可调谐光电振荡器

为实现光电振荡器(OEO)输出频率的连续可调,提出一种新型的基于非线性色散补偿光栅(FBG)实现可调谐OEO方案。本文方案不需要电滤波器,且振荡频率随着光源的波长变化而变化。其中,三阶色散补偿FBG可以采用FBG重构算法设计。当光源波长从1 550.6nm变化到1 551.4nm时,相应的色散为340～1 460ps/nm,输出频率的调谐范围为6.5～13.5GHz,实现了振荡频率的大范围可调谐。     

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。     

新型注入锁定光电振荡器高频率稳定性研究

为了深入研究光电振荡器(OEO)的单模振荡以及提 高频率稳定性,提出一种电注入锁定(OEO模型。从注入锁定理论出发,理论分析了此模 型对于提高稳定度和边模抑制的优越性,以及硬件 实验方案的可行性。实验结果表明,在电滤波器带宽60MHz的条件下 ,注入锁定方案实现了光纤长为2.776km的OEO单环单模 振荡,边模抑制比(SMSR)大于50d B,得到载波为10GHz,相位噪声为－100dBc/Hz@10kHz(注入源信号 的相位噪声－86dBc/Hz@10kHz);以注入源信号为参考,把锁定信 号与注入信号鉴相,通过阿伦方差计算,得到×10－13的短 期稳定度和×10－16的长期稳定度。     

基于载波相移系统的二倍频光电振荡器

为了扩展光电振荡器(OEO)的频率范围,设计了 一种基于载波相移系统的二倍频OEO(FD-OEO)。 系统采用相位调制器(PM)和Mach-Zehnder调制器(MZM)并联,构成载波相移系统,利用载 波相移双边带(CPS-DSB) 调制的方法产生二次谐波分量;同时利用啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)色散特性实现边带分 量与CPS补偿,维持 OEO环路中基频信号的振荡。实验结果显示,在OEO环路系统基频信号为2.23GHz情况下,产生了4.30 GHz的FD信号,且通过边模抑制性能、稳定性及相位噪声对系统性能进行了验证。