[發(fā)明專利]基于級(jí)聯(lián)微波光子濾波器的寬帶可調(diào)諧的光電振蕩器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710736705.3
• 申請(qǐng)日: 2017-08-24
• 公開（公告）號(hào): CN107565305B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張新亮;于源;唐海濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S1/02
• 分類號(hào): H01S1/02
• 代理公司: 42201 華中科技大學(xué)專利中心
• 代理人: 廖盈春;曹葆青<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>

本發(fā)明提供了一種基于級(jí)聯(lián)微波光子濾波器的寬帶可調(diào)諧的光電振蕩器，包括：依次相連的第一激光器、第一偏振控制器、相位調(diào)制器、第一MPBF單元、第二MPBF單元、第一可調(diào)光衰減器、光電探測(cè)器、電放大器和電功分器；電功分器的第一輸出端用于輸出產(chǎn)生的微波信號(hào)，電功分器的第二輸出端與相位調(diào)制器的射頻口相連；工作時(shí)，相位調(diào)制信號(hào)進(jìn)入第一MPBF單元后，利用寬帶可調(diào)諧的單通帶微波光子濾波器進(jìn)行第一次選模，從而選擇OEO的起振頻率，再通過第二MPBF單元后實(shí)現(xiàn)超窄帶寬的MPBF進(jìn)行輔助選模實(shí)現(xiàn)OEO單模起振。本發(fā)明利用一個(gè)級(jí)聯(lián)微波光子帶通濾波器，并將其與OEO相結(jié)合，經(jīng)過多次模式選擇實(shí)現(xiàn)OEO單模起振，通過調(diào)節(jié)第一MPBF單元的中心波長(zhǎng)，可以實(shí)現(xiàn)OEO的寬帶可調(diào)諧性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于光學(xué)及微波技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及基于級(jí)聯(lián)微波光子濾波器的寬帶可調(diào)諧的光電振蕩器(Optoelectronic Oscillator，OEO)。

背景技術(shù)

OEO以低損耗的光纖為儲(chǔ)能元件的，以其超高的頻譜純凈度，寬帶高頻的工作潛力和相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)和工作條件，成為十分具有競(jìng)爭(zhēng)力的高端微波/毫米波信號(hào)發(fā)生裝置。OEO的基本結(jié)構(gòu)在1994年由X.Steve Yao和Lute Maleki首次提出，主要結(jié)構(gòu)包括：激光器，電光調(diào)制器、長(zhǎng)光纖、光電探測(cè)器、微波放大器以及窄帶寬電的帶通濾波器(Electricalbandpass filter，EBF)。在OEO中，激光器發(fā)出的光通過電光調(diào)制器完成射頻信號(hào)到光域的電光轉(zhuǎn)換。調(diào)制光經(jīng)過一段長(zhǎng)光纖傳輸后，由光電探測(cè)器進(jìn)行探測(cè)，完成信號(hào)的光電轉(zhuǎn)換。探測(cè)后的信號(hào)經(jīng)過放大、濾波之后反饋至調(diào)制器形成閉合的光電反饋環(huán)路，另外一部分作為信號(hào)輸出。

長(zhǎng)光纖在整個(gè)系統(tǒng)中扮演了高Q值能量存儲(chǔ)單元，長(zhǎng)光纖除了給OEO帶來了高頻譜純凈度，也同時(shí)帶來了模式間隔過窄以至于多模起振的問題，這就需要一個(gè)帶寬比模式間隔更窄的EBF來保證單模起振。假設(shè)采用2km長(zhǎng)的光纖作為延時(shí)介質(zhì)，光纖諧振腔對(duì)應(yīng)的模式間隔將為100kHz。目前中心頻率在10GHz附近的高頻窄帶通電學(xué)微波濾波器，通帶最窄也只能做到5MHz附近。因此如果僅僅使用EBF作為OEO中的模式選擇器，多模起振不可避免。再者窄帶寬的EBF很難調(diào)諧，所以傳統(tǒng)的OEO方案所產(chǎn)生的微波信號(hào)很難保證單模起振且頻率范圍較小，實(shí)際應(yīng)用受限。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，為了解決傳統(tǒng)的OEO方案多模起振及調(diào)諧范圍小的缺陷，本發(fā)明提供了一種基于級(jí)聯(lián)微波光子帶通濾波器(Microwave photonicbandpass filter，MPBF)的寬帶可調(diào)諧的OEO，獲得具有超寬范圍連續(xù)可調(diào)諧且單模起振的微波信號(hào)源。

本發(fā)明提供了一種基于級(jí)聯(lián)微波光子帶通濾波器的寬帶可調(diào)諧的光電振蕩器，包括：依次相連的第一激光器、第一偏振控制器、相位調(diào)制器(Phase Modulator，PM)、第一MPBF單元、第二MPBF單元、第一可調(diào)光衰減器、光電探測(cè)器(Photodiode，PD)、電放大器和電功分器；所述電功分器的第一輸出端用于輸出產(chǎn)生的微波信號(hào)，所述電功分器的第二輸出端與所述相位調(diào)制器的射頻口相連；工作時(shí)，相位調(diào)制信號(hào)進(jìn)入第一MPBF單元后實(shí)現(xiàn)了窄帶寬寬帶可調(diào)諧的單通帶微波光子濾波器進(jìn)行第一個(gè)選模保證OEO起振，這里的窄帶寬指的是濾波器帶寬不超過1GHz。再通過第二MPBF單元后實(shí)現(xiàn)超窄帶寬的MPBF，這里的超窄帶寬指的是濾波器帶寬不超過100kHz，第二MPBF的帶寬小于OEO的模式間隔頻率，從而實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的寬帶可調(diào)諧微波信號(hào)，這里的高質(zhì)量指的是微波信號(hào)邊模抑制比大于50dB，10kHz處的相位噪聲低于-110dBc/Hz。