[發明專利]基于級聯電光調制和平衡探測的噪聲對消裝置

在審

• 申請號: 202110832096.8
• 申請日: 2021-07-22
• 公開（公告）號: CN113541811A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 潘洲陽;李平;吳怡凡;楊鋒;王爽;吳晴;郭照鑫;時婕;占佳涵;蔡宇翔;孫思婷
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: H04B10/516
• 分類號: H04B10/516;H04B10/54;H04B15/00
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 馬苗苗

本發明公開了基于級聯電光調制和平衡探測的噪聲對消裝置，相位調制器將注入源輸出的信號進行相位調制，調制到光源輸出的光載波上，輸出的相位調制光信號在級聯的強度調制器中進行強度調制，調制上光電振蕩信號，輸出級聯電光調制后的光信號。電光調制器輸出的光信號經過長光纖延時后連接馬赫曾德爾干涉儀，輸出兩路差分的調制光信號，并在平衡探測器中進行平衡探測，實現光信號到電信號的轉化，最終實現兩路共模噪聲的對消。本發明由光源、級聯調制模塊、干涉模塊及差分對消模塊組成，可以對光電振蕩器中的有源噪聲特別是共模噪聲實現消除，具有消除效果好、對輸出信號干擾小等優點。

技術領域

本發明涉及光通信領域，尤其是涉及基于級聯電光調制和平衡探測的噪聲對消裝置。

背景技術

光電振蕩器是近些年興起的一種利用光電混合手段實現的新型振蕩器，利用高品質因數的長光纖作為儲能介質實現超低相噪的微波信號輸出。相比于傳統的基于電子學和聲學儲能模塊的微波振蕩器，光電振蕩器可以產生數MHz到數百GHz的高純度微波或毫米波信號，相位噪聲理論上可接近量子極限，因而是一種非常理想的高性能微波振蕩器。但是由于其內部器件的影響，會帶來很多本可以避免的有源噪聲，有源噪聲中最典型的就是共模噪聲。

目前，常見的噪聲消除方法一般是主被動結合的方式。被動降噪指使用高性能的光電器件，主動降噪一般是采用傳感設備進行噪聲感應，再結合控制器件調整器件輸出參數。張驥等人(張驥.光纖激光器噪聲測量與抑制技術的研究[D].中國科學技術大學,2020.)公開了一種主動降噪方法，該方法對激光器等有源器件設置功率和波長傳感系統，根據特征值變化調整激光器參數，實現噪聲消除效果。該方法缺點是對不同的器件要設置不同的傳感和控制設備，相關設備間會發生干擾現象，影響整體的控制精度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于彌補現有技術的不足，提供一種基于級聯電光調制和平衡探測的噪聲對消裝置，可以自動、有效感應并消除光電振蕩器系統中存在的有源噪聲。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種級聯電光調制結構，由注入源、振蕩信號源和兩個調制器組成級聯調制結構。其中，第一個調制器將注入源輸入的信號進行調制，調制到光源輸出的光載波上，第一個調制器輸出的信號輸入到第二個調制器中進行調制，調制上固定在電信號再輸出。

一種馬赫-曾德爾干涉儀和平衡探測級聯的結構，由馬赫-曾德爾干涉儀和平衡探測器組成級聯探測結構。其中，從第二個調制器輸出的信號經過長光纖后進入馬赫-曾德爾干涉儀，輸出兩路差分的調制光信號，之后在平衡探測器中進行平衡探測。

本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下有益效果：

本發明研發了具體的基于級聯電光調制和平衡探測的噪聲對消技術回路，可以對光電振蕩器中的有源噪聲特別是共模噪聲實現消除，具有消除效果好、對輸出信號干擾小等優點。

附圖說明

圖1為基于級聯電光調制和平衡探測的噪聲對消技術裝置原理圖。

圖2為仿真結果圖。

圖3為實驗結果圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明：

本發明可以以許多不同的形式實現，而不應當認為限于這里所述的實施例。相反，提供這些實施例以便使本公開透徹且完整，并且將向本領域技術人員充分表達本發明的范圍。

隨著科技的不斷進步，通信系統的不斷發展，射頻系統對信號源的相位噪聲提出了更嚴苛的要求，之前的相位噪聲指標已經無法達到通信系統的要求，而光電振蕩器，理論上相位噪聲可以達到量子極限，但是由于其內部器件的影響，會帶來很多本可以避免的有源噪聲，有源噪聲中最典型的就是共模噪聲，因此，為了進一步優化光電振蕩器的相位噪聲，本發明的思路是使用級聯電光調制和平衡探測技術進行噪聲對消。