[發(fā)明專利]一種主從式光電振蕩器及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810049763.3
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108270141B
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 童國川;金韜;池灝
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: H01S1/02
• 分類號: H01S1/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 鄭海峰

1.一種主從式光電振蕩器，其特征在于包括第一半導(dǎo)體激光器（1）、第一電光調(diào)制器（2）、長光纖（3）、第一光電探測器（4）、等效窄帶濾波器（5）、第一射頻放大器（6）、第一1X2功分器或定向耦合器（7）、輔助光電振蕩器（8）；第一半導(dǎo)體激光器（1）的輸出端連接到第一電光調(diào)制器（2）的光輸入端，第一電光調(diào)制器（2）的輸出端連接到長光纖（3）的輸入端，長光纖（3）的輸出端連接到第一光電探測器（4）的輸入端，所述光電探測器（4）的輸出端連接到等效窄帶濾波器（5）的一個輸入端口，等效窄帶濾波器（5）的輸出端連接第一射頻放大器（6）的輸入端，第一射頻放大器（6）的輸出端連接到第一1X2 功分器或定向耦合器（7）的輸入端，第一1X2 功分器或定向耦合器（7）的其中一個輸出端連接到電光調(diào)制器（2）的微波輸入端，形成振蕩反饋環(huán)路，第一1X2 功分器或定向耦合器（7）的另一個輸出端輸出微波信號，其中，輔助光電振蕩器（8）的輸出端連接到等效窄帶濾波器（5）的另一個輸入端；

所述的輔助光電振蕩器（8）為由外部源注入鎖定的或者經(jīng)由鎖相環(huán)穩(wěn)定的單環(huán)光電振蕩器、雙環(huán)或多環(huán)光電振蕩器、耦合式光電振蕩器、回音廊壁結(jié)構(gòu)光電振蕩器、法布里波羅腔結(jié)構(gòu)的光電振蕩器；

所述的等效窄帶濾波器（5）包括下變頻器（18）、中頻帶通濾波器（19）、中頻放大器（20）、上變頻器（21）、鏡頻抑制濾波器（22）、延時匹配鏈路（23）、第三1X2 功分器或定向耦合器（24），其中輔助光電振蕩器（8）的輸出連接到第三1X2 功分器或定向耦合器（24），第三1X2 功分器或定向耦合器（24）的其中一個輸出端連接到下變頻器（18）的一個輸入端，下變頻器（18）的輸出端經(jīng)中頻帶通濾波器（19）和中頻放大器（20）連接到上變頻器（21）的一個輸入端，第二1X2 功分器或定向耦合器（24）的另一個輸出端通過一段延時匹配鏈路（23）與上變頻器（21）的另一輸入端口相連，上變頻器（21）的輸出端與鏡頻抑制濾波器（22）的輸入端相連，鏡頻抑制濾波器（22）的輸出端連接到主光電振蕩器的第一射頻放大器（6）的輸入端。

2.如權(quán)利要求1所述的主從式光電振蕩器，其特征在于：所述的輔助光電振蕩器（8）包括第二半導(dǎo)體激光器（9）、第二電光調(diào)制器（10）、短光纖（11）、第二光電探測器（12）、第一射頻帶通濾波器（13）、第二射頻放大器（14）、2X1合路器（15）、第二1X2 功分器或定向耦合器（16）以及外部參考源（17）；

第二半導(dǎo)體激光器（9）的輸出端連接到第二電光調(diào)制器（10）的輸入端，第二電光調(diào)制器（10）的輸出端連接到短光纖（11）的輸入端，短光纖（11）的輸出端連接到第二光電探測器（12）的輸入端，第二光電探測器（12）的輸出通過第一射頻帶通濾波器（13）、第二射頻放大器（14）連接到2X1合路器（15）的一個輸入端，2X1合路器（15）的輸出端連接到第二1X2 功分器或定向耦合器（16）的輸入端，第二1X2 功分器或定向耦合器（16）的其中一個輸出端連接到第二電光調(diào)制器（10）的微波輸入端，形成輔助振蕩反饋環(huán)路，第二1X2 功分器或定向耦合器（16）的另一個輸出端輸出微波信號通入等效窄帶濾波器（5）的另一個輸入端；穩(wěn)定的外參考源（17）的輸出端連接2X1合路器（15）的另一個輸入端。

3.如權(quán)利要求1所述的主從式光電振蕩器，其特征在于：所述中頻帶通濾波器（19）為窄帶通濾波器，其頻率選通范圍與光電振蕩器模式間隔為同一數(shù)量級。

4.如權(quán)利要求2中所述的主從式光電振蕩器，其特征在于：所述外部參考源（17）為恒溫晶振、藍(lán)寶石振蕩器、原子鐘、介質(zhì)腔振蕩器中的一種或者由上述中的多種構(gòu)成的合成頻率源。

5.如權(quán)利要求1所述的主從式光電振蕩器，其特征在于：所述延時匹配鏈路（23）為光電延時或電延時鏈路。

6.一種如權(quán)利要求1所述的主從式光電振蕩器的信號輸出方法，其特征在于包括如下步驟：

先將外部穩(wěn)定參考源（17）的輸出信號輸入2X1合路器（15）的一個輸入端口，再閉合輔助光電振蕩器的光電鏈路，由第一射頻帶通濾波器（13）進(jìn)行頻率選擇、第二射頻放大器（14）提供環(huán)路增益，當(dāng)振蕩器滿足起振條件時，輔助光電振蕩器輸出穩(wěn)定的射頻信號，信號頻率與外部參考源的頻率保持一致，輸出信號通過第二1X2 功分器或定向耦合器（16）輸入到等效窄帶濾波器（5）中；等效窄帶濾波器（5）對主光電振蕩器的射頻信號進(jìn)行下變頻操作，將頻率降到中頻頻段，使用中頻濾波器進(jìn)行選頻，選出所要起振的模式，通過上變頻器再將經(jīng)過選頻后的中頻信號上變頻到射頻頻域，實(shí)現(xiàn)主光電振蕩器的窄帶選模，同時通過鏡頻抑制濾波器（22）抑制上變頻之后的鏡像頻率，最后閉合主光電振蕩器的光電鏈路，由第一射頻放大器（6）提供環(huán)路增益，當(dāng)主振蕩器滿足起振條件時，整個主從式光電振蕩器能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的具有低相位噪聲的信號輸出。