光學環(huán)路裝置及基于光學環(huán)路儲能與濾波的光電振蕩器的制造方法
【專利摘要】一種光學環(huán)路裝置及基于光學環(huán)路儲能與濾波的光電振蕩器，其中，光學環(huán)路裝置通過光纖長度較短的光學環(huán)路來實現(xiàn)儲能，將其用于形成光電振蕩器后，在獲得高質(zhì)量信號的同時降低光電振蕩器中的光纖用量；本發(fā)明的有益技術(shù)效果是：提供了一種高性能的光電振蕩器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中為了實現(xiàn)低噪聲有可能需要使光纖長度達到公里級的問題，降低了光電振蕩器對溫度變化的敏感性，對邊模起振起到了有效的抑制作用，消除了雜散。
【專利說明】光學環(huán)路裝置及基于光學環(huán)路儲能與濾波的光電振蕩器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光電振蕩器，尤其涉及一種光學環(huán)路裝置及基于光學環(huán)路儲能與濾波的光電振蕩器。
【背景技術(shù)】
[0002]振蕩器是信號發(fā)射或接收系統(tǒng)中重要的核心器件，它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于通信、雷達、信號處理、射電天文學、傳感、度量等技術(shù)中涉及到電磁波信號產(chǎn)生、接收及處理的各個環(huán)節(jié)。在一些要求嚴格的應(yīng)用需求中，需要振蕩器能夠產(chǎn)生X波段、Ka波段等頻率較高，且具有超低相位噪聲的信號。
[0003]常規(guī)的振蕩器為石英晶體振蕩器和原子鐘，他們借助高Q值的振蕩模式都可以產(chǎn)生超低相位噪聲的信號，但其信號頻率只有幾MHz到幾百MHz，若要產(chǎn)生更高頻率的信號，就需要進行倍頻；但不幸的是，隨著倍頻次數(shù)的增加，振蕩器的相位噪聲也成倍的增加，通常頻率增加10倍，相位噪聲將惡化20dB ;這也就意味著在X、Ka等高頻的微波及毫米波頻段，振蕩器的相位噪聲將嚴重惡化。
[0004]為了解決上述問題，經(jīng)過本領(lǐng)域技術(shù)人員的不懈努力，一種新型的高性能的振蕩器應(yīng)運而生，即光電振蕩器(optoelectronic oscillator)(參見L.Maleki, “Theoptoelectronic oscillator”，Nature Photonics, 2011, 5 (24): 728-730.),光電振蕩器是以光纖或光學諧振器作為高Q值的儲能介質(zhì)，通過電光、光電轉(zhuǎn)換器件構(gòu)成光電混合的反饋回路，當加入微波放大器，使整個系統(tǒng)的增益大于損耗時，在一定的選模機制下，將會振蕩激射產(chǎn)生低相位噪聲的高質(zhì)量微波/毫米波信號；其中，高Q值的儲能介質(zhì)是光電振蕩器中降低信號相位噪聲的核心部件，現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用長度較長的光纖或者光學諧振器來形成高Q值的儲能介質(zhì)，但是這兩種實現(xiàn)手段都存在一定的問題:
首先，對于長光纖來說，存在兩個問題:一個是帶來雜散、信號質(zhì)量惡化；另一個是受環(huán)境溫度影響嚴重；
一般情況下，增加光纖的長度可以有效增加光電振蕩器的儲能時間，從而降低信號的相位噪聲，但是為了得到相位噪聲極低的信號，只能通過大幅增加光纖的長度才能實現(xiàn)，這就使得在獲得低相位噪聲的同時光纖長度卻達到了公里量級，從而導(dǎo)致光電振蕩器的本征縱模間隔將減小到幾十kHz量級，由于受微波濾波器的性能影響，微波濾波器在高頻段的濾波通帶帶寬在幾十MHz量級，因此很難實現(xiàn)單模振蕩，邊模的起振將會帶來雜散，從而使產(chǎn)生的信號的質(zhì)量出現(xiàn)劣化；為了解決這個問題，研究人員提出了采用雙環(huán)或多環(huán)結(jié)構(gòu)，在保證低相位噪聲的同時，拉大縱模間隔，就可以使邊模得到一定的抑制，雖然這種結(jié)構(gòu)可以在一定程度上解決雜散問題，但并無法克服光纖受環(huán)境溫度影響的問題，因為環(huán)境溫度變化時，光纖的有效折射率也將發(fā)生變化，這樣振蕩環(huán)腔的本征模式將發(fā)生變化，從而導(dǎo)致產(chǎn)生的微波/毫米波信號的頻率發(fā)生漂移；尤其是當光纖較長時，環(huán)境溫度的任何微小變化，都會十分明顯地突現(xiàn)在頻率的漂移上。
[0005]另外，對光學諧振器來形成高Q值的儲能介質(zhì)的光電振蕩器來說，要想產(chǎn)生低相位噪聲的信號，就要求光學諧振器具有極高的Q值；這就需要光學諧振器的側(cè)壁具有極低的粗糙度，通常要達到納米量級的水平；這就對光學諧振器的制作工藝提出了極高的要求，非常難以實現(xiàn)。并且即使實現(xiàn)了這樣的工藝，使光學諧振器側(cè)壁的粗糙度達到了 nm量級，所產(chǎn)生的微波/毫米波信號的相位噪聲仍然較高，目前國外報道的這種基于光學諧振器的光電振蕩器所產(chǎn)生信號的相位噪聲要比基于長光纖的光電振蕩器高20?30dB。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決【背景技術(shù)】中的問題，本發(fā)明提出了一種基于光學環(huán)路儲能與濾波的光電振蕩器，其結(jié)構(gòu)為:所述光電振蕩器由泵浦光源、電光調(diào)制器、光學環(huán)路裝置、光分路器一、光電探測器、微波濾波器、微波放大器和微波功分器組成；
所述光分路器一為單輸入雙輸出模式，兩個輸出端分別記為輸出端一和輸出端二，輸出端一和輸出端二的分光比為90: 10 ；
前述各個部件之間的相互關(guān)系為:
泵浦光源與電光調(diào)制器的輸入端光路連接；電光調(diào)制器的輸出端與光學環(huán)路裝置的輸入端光路連接；光學環(huán)路裝置的輸出端與光分路器一的輸入端光路連接；
光分路器一的輸出端一與光電探測器的輸入端光路連接；光分路器一的輸出端二形成光電振蕩器的第一輸出端，用于輸出加載了微波信號的光波；
光電探測器的輸出端與微波濾波器的輸入端連接，微波濾波器的輸出端與微波放大器的輸入端連接，微波放大器的輸出端與微波功分器的輸入端連接；
所述微波功分器采用單輸入雙輸出模式，微波功分器的兩個輸出端的功分比為1:1;微波功分器的其中一個輸出端形成光電振蕩器的第二輸出端，用于向外輸出微波信號；微波功分器的另一個輸出端與電光調(diào)制器的射頻輸入端連接，用于構(gòu)成閉合的光電混合振蕩回路；
所述光學環(huán)路裝置由光合路器、半導(dǎo)體光放大器、光帶通濾波器和光分路器二組成；所述光合路器為雙輸入單輸出模式，兩個輸入端分別記為輸入端A和輸入端B,輸入端A和輸入端B的分光比為50: 50 ;光分路器二為單輸入雙輸出模式,兩個輸出端分別記為輸出端A和輸出端B，輸出端A和輸出端B的分光比為95: 5 ；
光合路器的輸入端A形成光學環(huán)路裝置的輸入端；光合路器的輸入端B與光分路器二的輸出端A光路連接；光合路器的輸出端與半導(dǎo)體光放大器的輸入端光路連接；
半導(dǎo)體光放大器的輸出端與光帶通濾波器的輸入端光路連接；光帶通濾波器的輸出端與光分路器二的輸入端光路連接；
光分路器二的輸出端B形成光學環(huán)路裝置的輸出端。
[0007]前述方案中各個部件所起的功能分別為:
1)泵浦光源用于為光學環(huán)路裝置提供泵浦光；
2)電光調(diào)制器用于將微波/毫米波信號調(diào)制到光波上。
[0008]3)光學環(huán)路裝置一方面為光電振蕩器提供大延時量的儲能，另一方面實現(xiàn)超窄帶的濾波功能，以達到抑制邊模(雜散)的目的；
其中，光合路器實現(xiàn)兩個功能:其一，將外部光激勵導(dǎo)入光學環(huán)路中，其二，對光分路器二的輸出光中的一部分進行導(dǎo)向，使這部分光在光學環(huán)路中循環(huán)；光分路器二的分光比為95:5,其中,95%的光在光學環(huán)路內(nèi)循環(huán)使用，5%的光向外輸
出；
半導(dǎo)體光放大器(即semiconductor optical amplifier,簡稱SOA), SOA的作用是使其內(nèi)的自發(fā)輻射光與進入光學環(huán)路的攜帶有微波/毫米波信號的泵浦光發(fā)生交叉增益調(diào)制；當沒有泵浦光從光學環(huán)路裝置的輸入端輸入時，光學環(huán)路實際上形成了一個以SOA為增益介質(zhì)的光纖激光器，SOA產(chǎn)生的激光波長X1由光帶通濾波器的中心波長決定，并且該激光為連續(xù)光；當調(diào)制有微波信號的泵浦光(其波長記為λ 2)由光學環(huán)路裝置的輸入端輸入時，由于SOA內(nèi)部的交叉增益調(diào)制效應(yīng)，會將泵浦光上所調(diào)制的微波信號反相調(diào)制到波長為λ i的信號光上，同時由于 與λ 2之間存在一定的失諧量，波長為λ 2的泵浦光將被光帶通濾波器濾除掉，這樣將只會有波長為λ i的信號光在光學環(huán)路內(nèi)循環(huán)往復(fù)；通常，對于一個無限沖擊響應(yīng)的濾波器來說，循環(huán)往復(fù)的圈數(shù)越多，濾波的通帶就越窄；由于波長為X1的信號光是以SOA為增益介質(zhì)產(chǎn)生的，當SOA的注入電流一定時，即使有光分路器二分走了 10%的功率輸出，由SOA輸出的信號光的功率仍能穩(wěn)定維持，故從原理上來說，信號光可以循環(huán)往復(fù)無數(shù)圈，這樣最后產(chǎn)生的濾波通帶將無限窄；雖然在實際器件中，由于SOA的載流子恢復(fù)時間有限，導(dǎo)致實際循環(huán)往復(fù)的圈數(shù)還是有限制的，但這已經(jīng)足以實現(xiàn)超窄的濾波特性了(實際獲得濾波帶寬如圖3所示，僅132.77kHz)。
[0009]光帶通濾波器的功能為:光帶通濾波器的帶寬較窄，用來提取SOA的部分自發(fā)輻射光，由于濾波器通帶的中心波長與泵浦光的波長之間有一定的失諧量，因此還起到了濾除泵浦光的作用。
[0010]4)光分路器一的分光比為90:10,其中10%的光用于直接輸出加載有微波信號的光波，90%的光輸入光電探測器。
[0011]5)光電探測器用于將光信號解調(diào)為微波/毫米波信號。
[0012]6)微波濾波器為工作在微波/毫米波頻段的帶通濾波器，用于選擇光電振蕩器所需要產(chǎn)生的頻率。
[0013]7)微波放大器為工作在微波/毫米波頻段的低噪聲放大器，用于為光電振蕩器提供增益。
[0014]8)微波功分器為工作在微波/毫米波頻段的功分器，功分比為5:5，用于提取光電混合的振蕩回路(即由所有裝置所形成的回路)中的微波/毫米波信號。
[0015]本發(fā)明的工作原理是:由本發(fā)明的方案所獲得的光電振蕩器，形成了一種以噪聲為種子源的自啟動振蕩器，在微波濾波器的選模作用下，使特定頻段的增益大于損耗，從而產(chǎn)生振蕩激射的微波/毫米波信號；由于光學環(huán)路的光學諧振作用，在特定的光波長下有著增強的群延時量，當這樣的光學環(huán)路接入整個振蕩回路后，可以在大幅縮減光纖長度(本發(fā)明的樣機中，光學環(huán)路中的光纖用量僅為2m)的條件下使振蕩回路獲得很大的儲能時間(這對于裝置的小型化和集成化以及降低裝置成本來說，其好處不言而諭)，從而降低光電振蕩器輸出信號的相位噪聲(其中，光纖僅起必要的導(dǎo)光連接作用，不再需要其起儲能作用)，這就解決了現(xiàn)有技術(shù)中，用光纖來形成高Q值的儲能介質(zhì)時，需要依賴增加光纖長度來降低相位噪聲的問題，同時也就解決了因光纖長度大量增加而帶來的一系列問題，尤其是解決了大長度光纖需要對環(huán)境溫度進行精確控溫的問題，大大降低了光電振蕩器對環(huán)境溫度穩(wěn)定性的依賴度和對溫控裝置的要求，并且由于光纖長度的縮短，使得因環(huán)境溫度造成的頻率漂移對溫度變化的敏感性也得到了降低；
另外，由于光學環(huán)路利用了 SOA中的交叉增益調(diào)制，在高頻段實現(xiàn)了超窄帶的微波濾波，從而有效的抑制了邊模起振，消除了雜散。
[0016]優(yōu)選地，所述泵浦光源為半導(dǎo)體激光器或光纖激光器。
[0017]優(yōu)選地，所述電光調(diào)制器為馬赫-澤德型光強度調(diào)制器。
[0018]優(yōu)選地，所述光電探測器采用響應(yīng)寬度達到Ka波段的高速光電探測器。
[0019]針對前述的光學環(huán)路裝置，本發(fā)明也希望獲得保護，故本發(fā)明還針對光學環(huán)路裝置提出了如下方案:所述光學環(huán)路裝置由光合路器、半導(dǎo)體光放大器、光帶通濾波器和光分路器二組成；
所述光合路器為雙輸入單輸出模式，兩個輸入端分別記為輸入端A、輸入端B,輸入端A和輸入端B的分光比為50: 50 ;光分路器二為單輸入雙輸出模式,兩個輸出端分別記為輸出端A、輸出端B，輸出端A和輸出端B的分光比為95: 5 ；
光合路器的輸入端A形成光學環(huán)路裝置的輸入端，用于將外部光激勵導(dǎo)入光學環(huán)路裝置內(nèi)；光合路器的輸入端B與光分路器二的輸出端A光路連接；光合路器的輸出端與半導(dǎo)體光放大器的輸入端光路連接；
半導(dǎo)體光放大器的輸出端與光帶通濾波器的輸入端光路連接；光帶通濾波器的輸出端與光分路器二的輸入端光路連接；
光分路器二的輸出端B形成光學環(huán)路裝置的輸出端，用于將調(diào)制后的光信號向外輸出。
[0020]當將此光學環(huán)路裝置作本發(fā)明的光電振蕩器應(yīng)用時，其工作原理同前。
[0021 ] 本發(fā)明的有益技術(shù)效果有:
I)避免了使用長光纖所造成的輸出信號穩(wěn)定度易受環(huán)境溫度影響的問題。
[0022]采用長光纖的光電振蕩器(不論是單環(huán)、雙環(huán)或多環(huán)的情況)，為了獲得低相位噪聲的輸出信號，通常采用數(shù)公里的光纖；如果其光纖有效長度為4km，對于X波段的輸出信號，當環(huán)境溫度變化0.1°C時，輸出信號的頻率將漂移5.6kHz?8.4kHz，這將嚴重惡化輸出信號的頻率穩(wěn)定度。由于本發(fā)明使用光學環(huán)路儲能，實際的光纖長度只有約2m，因此環(huán)境溫度變化0.1°C時，采用光學環(huán)路的光電振蕩器輸出信號的頻率將漂移2.8Hz?4.2Hz，這就使輸出信號的頻率穩(wěn)定度得到了極大的改善。
[0023]2)光學環(huán)路儲能可有效降低輸出信號的相位噪聲
由于本發(fā)明采用了光學環(huán)路儲能，雖然環(huán)路的光纖長度僅有2m，但輸出信號的相位噪聲得到了很好的抑制；如圖4和圖5所示，與光纖長度只有2m的現(xiàn)有光電振蕩器相比，采用光學環(huán)路(光纖長度為2m)的光電振蕩器輸出信號的相位噪聲降低了 50dB以上。
[0024]3)光學環(huán)路的超窄帶濾波可有效降低輸出信號的雜散
由于本發(fā)明采用的光學環(huán)路具有超窄帶濾波的特性，并且在X、Ka等高頻段仍然可以實現(xiàn)濾波通帶小于150kHz的超窄帶濾波；圖3為本發(fā)明所采用的光學環(huán)路的濾波效果示意圖，從圖中可以看出濾波的中心頻率約為10GHz，通帶帶寬約為133kHz。如果光學環(huán)路的超窄濾波特性不起作用時，即只有普通微波濾波器(其通帶帶寬一般為幾十MHz量級)來選模，由此產(chǎn)生的微波信號的相位噪聲曲線如圖6所示，可以看出有明顯的邊模(雜散)存在；當光學環(huán)路的超窄濾波特性起作用時，所產(chǎn)生的微波信號的相位噪聲曲線如圖7所示，可以看到輸出信號的邊模(雜散)得到了很好的抑制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1、本發(fā)明的裝置原理示意圖；
圖2、光學環(huán)路實現(xiàn)超窄帶濾波的原理示意圖；
圖3、光學環(huán)路濾波效果示意圖；
圖4、光纖長度為2m的光電振蕩器輸出信號的相位噪聲圖譜；
圖5、本發(fā)明的基于光學環(huán)路(光纖長度為2m)的光電振蕩器輸出信號的相位噪聲圖
譜；
圖6、采用普通微波濾波器濾波的光電振蕩器產(chǎn)生的微波信號的相位噪聲圖譜；
圖7、本發(fā)明的基于光學環(huán)路濾波的光電振蕩器產(chǎn)生的微波信號的相位噪聲圖譜；圖中各個標記所對應(yīng)的部件分別為:1、電光調(diào)制器2、光學環(huán)路裝置3、光合路器3-1、半導(dǎo)體光放大器3-2、光帶通濾波器3-3、光分路器二 3-4、光分路器一 4、光電探測器5、微波濾波器6、微波放大器7、微波功分器8。
【具體實施方式】
[0026]一種基于光學環(huán)路儲能與濾波的光電振蕩器，所述光電振蕩器由泵浦光源1、電光調(diào)制器2、光學環(huán)路裝置3、光分路器一 4、光電探測器5、微波濾波器6、微波放大器7和微波功分器8組成；
所述光分路器一 4為單輸入雙輸出模式，兩個輸出端分別記為輸出端一和輸出端二，輸出端一和輸出端二的分光比為90: 10;
前述各個部件之間的相互關(guān)系為:
泵浦光源I與電光調(diào)制器2的輸入端光路連接；電光調(diào)制器2的輸出端與光學環(huán)路裝置3的輸入端光路連接；光學環(huán)路裝置3的輸出端與光分路器一 4的輸入端光路連接；光分路器一 4的輸出端一與光電探測器5的輸入端光路連接；光分路器一 4的輸出端二形成光電振蕩器的第一輸出端，用于輸出加載了微波信號的光波(見圖1中標記D所不)；光電探測器5的輸出端與微波濾波器6的輸入端連接,微波濾波器6的輸出端與微波放大器7的輸入端連接，微波放大器7的輸出端與微波功分器8的輸入端連接；
所述微波功分器8采用單輸入雙輸出模式，微波功分器8的兩個輸出端的功分比為1:1 ;微波功分器8的其中一個輸出端形成光電振蕩器的第二輸出端,用于向外輸出微波信號(見圖1中標記C所示)；微波功分器8的另一個輸出端與電光調(diào)制器2的射頻輸入端連接，用于構(gòu)成閉合的光電混合振蕩回路；
所述光學環(huán)路裝置3由光合路器3-1、半導(dǎo)體光放大器3-2、光帶通濾波器3-3和光分路器二 3-4組成；
所述光合路器3-1為雙輸入單輸出模式,兩個輸入端分別記為輸入端A和輸入端B,輸入端A和輸入端B的分光比為50: 50 ;光分路器二 3-4為單輸入雙輸出模式，兩個輸出端分別記為輸出端A和輸出端B，輸出端A和輸出端B的分光比為95: 5 ；
光合路器3-1的輸入端A形成光學環(huán)路裝置3的輸入端；光合路器3-1的輸入端B與光分路器二 3-4的輸出端A光路連接；光合路器3-1的輸出端與半導(dǎo)體光放大器3-2的輸入端光路連接；
半導(dǎo)體光放大器3-2的輸出端與光帶通濾波器3-3的輸入端光路連接；光帶通濾波器3-3的輸出端與光分路器二 3-4的輸入端光路連接；
光分路器二 3-4的輸出端B形成光學環(huán)路裝置3的輸出端。
[0027]進一步地，所述泵浦光源I為半導(dǎo)體激光器或光纖激光器。
[0028]進一步地，所述電光調(diào)制器2為馬赫-澤德型光強度調(diào)制器。
[0029]進一步地，所述光電探測器5采用響應(yīng)寬度達到Ka波段的高速光電探測器。
[0030]一種光學環(huán)路裝置，所述光學環(huán)路裝置3由光合路器3-1、半導(dǎo)體光放大器3-2、光帶通濾波器3-3和光分路器二 3-4組成；
所述光合路器3-1為雙輸入單輸出模式,兩個輸入端分別記為輸入端A、輸入端B,輸入端A和輸入端B的分光比為50: 50 ;光分路器二 3-4為單輸入雙輸出模式,兩個輸出端分另Ij記為輸出端A、輸出端B，輸出端A和輸出端B的分光比為95: 5 ；
光合路器3-1的輸入端A形成光學環(huán)路裝置3的輸入端，用于將外部光激勵導(dǎo)入光學環(huán)路裝置3內(nèi)；光合路器3-1的輸入端B與光分路器二 3-4的輸出端A光路連接；光合路器3-1的輸出端與半導(dǎo)體光放大器3-2的輸入端光路連接；
半導(dǎo)體光放大器3-2的輸出端與光帶通濾波器3-3的輸入端光路連接；光帶通濾波器3-3的輸出端與光分路器二 3-4的輸入端光路連接；
光分路器二 3-4的輸出端B形成光學環(huán)路裝置3的輸出端，用于將調(diào)制后的光信號向外輸出。
[0031]為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員實施，下面結(jié)合附圖來對本發(fā)明的方案作進一步的講解:
本發(fā)明的裝置原理示意圖如圖1所示，與現(xiàn)有的光電振蕩器類似地，隨著振蕩回路儲能時間的增加，振蕩回路的縱模間隔將隨之減小，如果不對其加以抑制，在較寬的微波濾波器通帶內(nèi)就會有很多模式存在振蕩激射的可能；而本發(fā)明中的光學環(huán)路裝置利用SOA中的交叉調(diào)制效應(yīng)，構(gòu)成了一個具有極窄濾波通帶的微波光子濾波器；其濾波通帶可以達到150kHz以下的水平(實驗測得的數(shù)據(jù)中的最低值約為132.77kHz)，微波光子濾波器的濾波效果如圖3所示，這樣在光學環(huán)路的超窄濾波通帶的選模作用下，將會只有單一的模式起振，從而達到了抑制邊模(雜散)的作用；使輸出的微波/毫米波信號具有相位噪聲低、雜散小的優(yōu)點。
[0032]為了比較本發(fā)明降低相位噪聲的效果，分別采用現(xiàn)有的基于長光纖儲能的光電振蕩器和本發(fā)明基于光學環(huán)路儲能的光電振蕩器進行實驗，光纖光電振蕩的儲能光纖和本發(fā)明的光學環(huán)路光電振蕩器的環(huán)路光纖的長度均設(shè)置為2m,現(xiàn)有的光纖光電振蕩器輸出信號的相位噪聲圖譜如圖4所示，光學環(huán)路光電振蕩器輸出信號的相位噪聲圖譜如圖5所示，從兩副圖的對比可以看出，采用本發(fā)明方案后，輸出信號的相位噪聲降低了 50dB以上。
[0033]為了比較本發(fā)明抑制雜散的效果，將只有普通微波濾波器(其通帶帶寬一般為幾十MHz量級)濾波的光電振蕩器與本發(fā)明基于光學環(huán)路濾波的光電振蕩器進行對比；假設(shè)二者的儲能時間均為10μ S，則前者產(chǎn)生的微波信號的相位噪聲圖譜如圖6所示，可以看出有明顯的邊模(雜散)存在；而后者產(chǎn)生的微波信號的相位噪聲圖譜如圖7所示，可以看到基于光學環(huán)路的超窄帶濾波效果的光電振蕩器輸出信號的邊模(雜散)得到了很好的抑制。
【權(quán)利要求】
1.一種基于光學環(huán)路儲能與濾波的光電振蕩器，其特征在于:所述光電振蕩器由泵浦光源(I)、電光調(diào)制器(2)、光學環(huán)路裝置(3)、光分路器一(4)、光電探測器(5)、微波濾波器(6)、微波放大器(7)和微波功分器(8)組成； 所述光分路器一(4)為單輸入雙輸出模式,兩個輸出端分別記為輸出端一和輸出端二，輸出端一和輸出端二的分光比為90: 10 ； 前述各個部件之間的相互關(guān)系為: 泵浦光源(I)與電光調(diào)制器(2 )的輸入端光路連接；電光調(diào)制器(2 )的輸出端與光學環(huán)路裝置(3 )的輸入端光路連接；光學環(huán)路裝置(3 )的輸出端與光分路器一(4 )的輸入端光路連接； 光分路器一(4)的輸出端一與光電探測器(5)的輸入端光路連接；光分路器一(4)的輸出端二形成光電振蕩器的第一輸出端，用于輸出加載了微波信號的光波； 光電探測器(5)的輸出端與微波濾波器(6)的輸入端連接,微波濾波器(6)的輸出端與微波放大器(7)的輸入端連接,微波放大器(7)的輸出端與微波功分器(8)的輸入端連接；所述微波功分器(8)采用單輸入雙輸出模式，微波功分器(8)的兩個輸出端的功分比為1:1 ;微波功分器(8)的其中一個輸出端形成光電振蕩器的第二輸出端,用于向外輸出微波信號；微波功分器(8)的另一個輸出端與電光調(diào)制器(2)的射頻輸入端連接，用于構(gòu)成閉合的光電混合振蕩回路； 所述光學環(huán)路裝置(3)由光合路器(3-1)、半導(dǎo)體光放大器(3-2)、光帶通濾波器(3-3)和光分路器二(3-4)組成； 所述光合路器(3-1)為雙輸入 單輸出模式，兩個輸入端分別記為輸入端A和輸入端B，輸入端A和輸入端B的分光比為50: 50 ;光分路器二(3-4)為單輸入雙輸出模式,兩個輸出端分別記為輸出端A和輸出端B，輸出端A和輸出端B的分光比為95: 5 ； 光合路器(3-1)的輸入端A形成光學環(huán)路裝置(3)的輸入端；光合路器(3-1)的輸入端B與光分路器二(3-4)的輸出端A光路連接；光合路器(3-1)的輸出端與半導(dǎo)體光放大器(3-2)的輸入端光路連接； 半導(dǎo)體光放大器(3-2)的輸出端與光帶通濾波器(3-3)的輸入端光路連接；光帶通濾波器(3-3)的輸出端與光分路器二(3-4)的輸入端光路連接； 光分路器二(3-4)的輸出端B形成光學環(huán)路裝置(3)的輸出端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學環(huán)路儲能與濾波的光電振蕩器，其特征在于:所述泵浦光源(I)為半導(dǎo)體激光器或光纖激光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學環(huán)路儲能與濾波的光電振蕩器，其特征在于:所述電光調(diào)制器(2)為馬赫-澤德型光強度調(diào)制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于光學環(huán)路儲能與濾波的光電振蕩器，其特征在于:所述光電探測器(5)采用響應(yīng)寬度達到Ka波段的高速光電探測器。
5.一種光學環(huán)路裝置，其特征在于:所述光學環(huán)路裝置(3)由光合路器(3-1)、半導(dǎo)體光放大器(3-2)、光帶通濾波器(3-3)和光分路器二(3-4)組成； 所述光合路器(3-1)為雙輸入單輸出模式,兩個輸入端分別記為輸入端A、輸入端B,輸入端A和輸入端B的分光比為50: 50 ;光分路器二(3-4)為單輸入雙輸出模式,兩個輸出端分別記為輸出端A、輸出端B,輸出端A和輸出端B的分光比為95: 5 ；光合路器(3-1)的輸入端A形成光學環(huán)路裝置(3)的輸入端,用于將外部光激勵導(dǎo)入光學環(huán)路裝置(3)內(nèi)；光合路器(3-1)的輸入端B與光分路器二(3-4)的輸出端A光路連接；光合路器(3-1)的輸出端與半導(dǎo)體光放大器(3-2)的輸入端光路連接； 半導(dǎo)體光放大器(3-2)的輸出端與光帶通濾波器(3-3)的輸入端光路連接；光帶通濾波器(3-3)的輸出端與光分路器二(3-4)的輸入端光路連接； 光分路器二(3-4)的輸出端B形成光學環(huán)路裝置(3)的輸出端，用于將調(diào)制后的光信號向外輸出?！?br> 【文檔編號】H01S1/00GK103441410SQ201310399459
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】張羽, 孫力軍 申請人:中國電子科技集團公司第四十四研究所