[發明專利]基于片上集成系統的光電振蕩器及生成微波信號的方法

有效

• 申請號: 202011644742.X
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112787204B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 徐路;王磊;肖希
• 申請（專利權）人: 武漢郵電科學研究院有限公司;武漢光谷信息光電子創新中心有限公司
• 主分類號: H01S1/02
• 分類號: H01S1/02;H04B10/70
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 張凱

本發明公開了一種基于片上集成系統的光電振蕩器及生成微波信號的方法，涉及微波光子信號產生領域，包括：光輸入單元，其用于輸出第一頻率的第一光信號以及第二頻率的第二光信號。用于構成光電混合諧振腔的光電循環回路，其包括基于片上集成系統的光力諧振模塊，所述光電循環回路用于接收并調制所述第一光信號，所述光力諧振模塊用于使調制后的所述第一光信號通過諧振產生聲子信號，且還通過所述聲子信號調制所述光電循環回路接收的所述第二光信號并輸出，以在所述光電循環回路中循環。本發明中的基于片上集成系統的光電振蕩器能夠實現較大的片上延時。

技術領域

本發明涉及微波光子信號產生領域，具體涉及一種基于片上集成系統的光電振蕩器及生成微波信號的方法。

背景技術

隨著通信速率和通信容量的不斷提升，通信所采用的微波信號頻段也在不斷提高。然而，受制于電子器件處理速度和高頻微波信號傳輸損耗的影響，微波技術在向高頻拓展的過程中遇到了較大的阻力。微波光子學利用光子技術來產生、處理和傳輸微波信號，借助于光子技術高速、大帶寬和低傳輸損耗等優點，可以有效地解決微波技術向高頻拓展的問題。

微波信號產生是微波光子學的重要研究內容，也是通信系統中的重要組成部分，而微波信號的質量直接影響了系統的性能，如無線通信系統的通信速率與數據容量、雷達系統的探測精度與探測距離以及傳感系統的靈敏度等。

光電振蕩器是一種光電混合諧振腔，可以在不降低所產生信號的質量的基礎上實現高頻的微波信號。目前成熟的光電振蕩器一般都需要一段長光纖作為延時儲能器件來提升所產生信號的質量，但長光纖較大的體積限制了光電振蕩器的使用場景。而基于片上集成器件的光電振蕩器由于很難實現較大的片上延時，所產生的微波信號的質量也受到限制。因此，基于片上集成器件實現高質量高頻微波信號的光電振蕩器是亟待解決的問題。

發明內容

針對現有技術中存在的缺陷，本發明第一方面提供一種能夠實現較大的片上延時的基于片上集成系統的光電振蕩器。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種基于片上集成系統的光電振蕩器，包括：

光輸入單元，其用于輸出第一頻率的第一光信號以及第二頻率的第二光信號；

用于構成光電混合諧振腔的光電循環回路，其包括基于片上集成系統的光力諧振模塊，所述光電循環回路用于接收并調制所述第一光信號，所述光力諧振模塊用于使調制后的所述第一光信號通過諧振產生聲子信號，且還通過所述聲子信號調制所述光電循環回路接收的所述第二光信號并輸出，以在所述光電循環回路中循環。

一些實施例中，所述光電循環回路還包括單邊帶信號調制模塊、光環形器、光學濾波模塊、光電探測器、射頻放大模塊和射頻耦合器；

所述單邊帶信號調制模塊的光輸入端和光輸出端分別與所述光輸入單元和光力諧振模塊相連，用于接收并調制所述第一光信號；

所述光環形器包括第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口用于與所述光輸入單元相連，所述第二端口與所述光力諧振模塊相連，所述第三端口與所述光學濾波模塊相連；

所述光學濾波模塊用于接收調制后的所述第二光信號，并與所述光電探測器的光學輸入端口相連；

所述光電探測器的射頻輸出端口與所述射頻放大模塊相連；

所述射頻放大模塊與所述射頻耦合器的輸入端口相連；

所述射頻耦合器包括第一輸出端口和第二輸出端口，所述第一輸出端口與所述單邊帶信號調制模塊的射頻輸入端口相連，所述第二輸出端口作為信號源輸出。

一些實施例中，所述光力諧振模塊包括依次連接的第一光波導、第一耦合器、第一光力諧振腔、聲子波導、第二光力諧振腔、第二耦合器和第二光波導；