[發(fā)明專利]寬帶可調(diào)及低相位噪聲微波信號產(chǎn)生裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910756606.0
• 申請日: 2019-08-15
• 公開（公告）號: CN110460382A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戚寶侃;王輝;張邦宏;謝亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所
• 主分類號: H04B10/50
• 分類號: H04B10/50;G02B27/28;H01S5/042
• 代理公司: 11021 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 吳夢圓<國際申請>=<國際公布>=<進(jìn)入

一種寬帶可調(diào)及低相位噪聲微波信號產(chǎn)生裝置，屬于光電振蕩器技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括：寬帶可調(diào)諧激光器及與其連接的第一偏振控制器；偏振光分束器；該偏振光分束器分為兩光路，一光路依序連接第一單模光纖、第二偏振控制器；另一光路依序連接第二單模光纖、第三偏振控制器；以上兩光路徑由偏振光合束器后依序連接寬帶光電探測器、電功率分束器、電頻譜分析儀、電低噪聲功率放大器、電帶通濾波器、隔直器。本發(fā)明未采用通用的馬赫增德爾調(diào)制器及摻鉺光纖放大器，而是采用了雙環(huán)路振蕩的形式，提高了系統(tǒng)的集成度，可以提供具有較高邊模抑制比以及較低相位噪聲的寬帶可調(diào)微波信號。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電子領(lǐng)域，尤其涉及一種寬帶可調(diào)及低相位噪聲微波信號產(chǎn)生裝置。

背景技術(shù)

光電振蕩器(Optoelectronic Oscillator，OEO)作為光生微波的技術(shù)手段之一，具有結(jié)構(gòu)簡單、輸出信號穩(wěn)定、相位噪聲低等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用在雷達(dá)系統(tǒng)、光纖通信系統(tǒng)、微波光子系統(tǒng)、光載無線通信以及高精度測量等領(lǐng)域。

傳統(tǒng)的OEO由激光光源，電光調(diào)制器，摻鉺光纖放大器(Erbium-Doped FiberAmplifier，EDFA)，長光纖，光電探測器，微波功分器，微波放大器，微波帶通濾波器等光電子器件構(gòu)成。為了實現(xiàn)起振，可利用EDFA或微波放大器對光電環(huán)路中的光損耗或電損耗進(jìn)行補償，以使得光電鏈路的總增益需大于1，通過微波帶通濾波器選模，位于微波帶通濾波器中心附近的一個環(huán)路本征模式將在光電振蕩環(huán)路中形成振蕩，實現(xiàn)微波信號的輸出。一般來說，傳統(tǒng)的OEO通常采用連續(xù)波激光外調(diào)制技術(shù)，而外調(diào)制器的使用往往會導(dǎo)致較大的光電鏈路損耗，需要高增益的電放大器(～60dB)提供增益；同時，若要獲得高頻譜純度、低相位噪聲的微波信號，需要一段較長的單模光纖來進(jìn)行信號延時和儲能，以提高光電環(huán)路的Q值。OEO產(chǎn)生的微波信號的相位噪聲隨光纖長度的增加而下降，因此增加單模光纖的長度是提升輸出微波信號質(zhì)量的重要途徑之一，但是，隨著光纖長度的增加，系統(tǒng)的體積也會增加，此外光電環(huán)路中多模起振的模式間隔變小，為了實現(xiàn)單縱模振蕩，需要極大地提高微波帶通濾波器的Q值，這對目前的器件制作提出了很高的要求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種寬帶可調(diào)及低相位噪聲微波信號產(chǎn)生裝置，以期至少部分地解決上述提及的技術(shù)問題中的至少之一。

為實現(xiàn)上述目的，作為本發(fā)明的一個方面，提供了一種寬帶可調(diào)及低相位噪聲微波信號產(chǎn)生裝置，包括能共同形成光電環(huán)路的以下元件：

寬帶可調(diào)諧激光器，具有電調(diào)制端口，用于對寬帶微波信號進(jìn)行直調(diào)電光-光電轉(zhuǎn)換，輸出光信號；

偏振光分束器，將所述寬帶可調(diào)諧激光器輸出的光信號分為偏振態(tài)互相垂直的兩束光信號，所述兩束光信號分別進(jìn)入兩條長度不同的光纖光路；

所述兩條長度不同的光纖光路，為所述兩束光信號提供不同延時而形成不同的縱模間隔；

偏振光合束器，用于將分別經(jīng)過所述兩條長度不同的光纖光路的兩束光信號合為一束；

光電探測器，用于將偏振光合束器輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號；

電功率放大器，用于補償所述光電環(huán)路中電信號的功率損耗，使整個光電環(huán)路中的總增益大于1；

電帶通濾波器，用于對所述電功率放大器輸出的電信號濾波，以形成單模振蕩，將濾波的電信號反饋至所述寬帶可調(diào)諧激光器的電調(diào)制端口形成雙環(huán)結(jié)構(gòu)的光電環(huán)路；以及

電功率分束器，用于將所述光電環(huán)路中的電信號按照電功率分配值分為兩路，一路電信號用于反饋回光電環(huán)路中，另一路電信號作為微波信號輸出。

從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明的寬帶可調(diào)及低相位噪聲微波信號產(chǎn)生裝置至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：