[發明專利]小型化寬帶可調諧低相噪光電振蕩器

在審

• 申請號: 202210423820.6
• 申請日: 2022-04-21
• 公開（公告）號: CN115001594A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 范志強;邱琪;蘇君
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B10/70
• 分類號: H04B10/70
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 吳姍霖

一種小型化寬帶可調諧低相噪光電振蕩器，屬于微波與光電子技術領域。包括激光源模塊、電光相位調制模塊、單波導光學諧振腔模塊、高Q值雙波導光學諧振腔模塊、光電探測模塊、微波放大模塊和微波功分模塊；所述激光源模塊產生一束激光輸入電光相位調制模塊調制后，經單波導光學諧振腔模塊濾波和高Q值雙波導光學諧振腔模塊濾波后注入光電探測模塊，光電探測模塊將接收到的光信號轉換為電信號，電信號經微波放大模塊放大后，由微波功分模塊注入電光相位調制模塊調制光信號，形成光電反饋環路。本發明的小型化寬帶可調諧低相噪光電振蕩器，可有效提升光電振蕩器頻率穩定度和邊模抑制比、增大頻率調諧范圍，同時具有小型化和低相位噪聲的效果。

技術領域

本發明屬于微波與光電子技術領域，具體涉及一種小型化寬帶可調諧低相噪光電振蕩器。

背景技術

寬帶可調諧低相位噪聲微波本振源是通信、雷達和電子測量等系統的核心部件。如在通信系統中低相位噪聲的本振源可以降低通信誤碼率，在雷達系統中低相位噪聲本振源可以提升系統的探測能力。

傳統的微波本振源主要基于電子技術實現，如石英晶振、原子鐘、介質諧振腔等。然而，基于電子技術的微波本振源存在頻率限制，信號頻率通常在1GHz以下。更高頻率的信號一般采用倍頻方式產生，其相位噪聲和頻率穩定性急劇下降。微波光子技術將具有大帶寬和低損耗優勢的光子技術引入到微波系統中，可以產生低相位噪聲微波信號。微波光子微波信號產生方法主要有非線性調制倍頻、光學拍頻和光電振蕩器三類。非線性調制倍頻技術利用光電子器件傳遞函數的非線性產生高次諧波，進而實現微波信號的倍頻；但卻存在轉換效率低的問題。光學拍頻是將光域相干的不同波長光相干耦合并在光電探測器中轉換為微波信號，具有寬帶調諧的技術優勢，然而基于該方法產生的微波信號相位噪聲較差。

光電振蕩器是一種將激光能量轉換為微波能量的光電混合正反饋環路，具有低相位噪聲的優勢。為實現光電振蕩器的廣泛應用，還存在四個技術難點：一是由于光電反饋環路中能量儲存介質為光纖，且光纖延時量易受溫度等環境因素影響，因而信號頻率穩定性較差；二是由于為了實現低相位噪聲，光電反饋環路較長，自由頻譜范圍較小，難以實現單模選頻，因而信號邊模抑制比較差；三是難以實現寬帶調諧帶通濾波器，因而難以實現寬帶調諧；四是由于數公里長的光纖的使用導致系統難以實現小型化。因此，提升光電振蕩器頻率穩定性、增大頻率調諧范圍、提高邊模抑制比、并實現小型化等是亟待解決的技術難題。

發明內容

本發明的目的在于，針對背景技術存在的問題，提出了一種小型化、寬帶調諧、高頻率穩定性、高邊摸抑制比、低相位噪聲的光電振蕩器。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

一種小型化寬帶可調諧低相噪光電振蕩器，包括：激光源模塊、電光相位調制模塊、單波導光學諧振腔模塊、高Q值雙波導光學諧振腔模塊、光電探測模塊、微波放大模塊、微波功分模塊；

所述激光源模塊產生一束激光輸入電光相位調制模塊調制后，經單波導光學諧振腔模塊濾波和高Q值雙波導光學諧振腔模塊濾波后注入光電探測模塊，光電探測模塊將接收到的光信號轉換為電信號，電信號經微波放大模塊放大后，由微波功分模塊注入電光相位調制模塊調制光信號，形成一個光電反饋環路。