CN104283618A - 集成光子频率转换器和混频器 - Google Patents

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CN104283618A CN201410310287.8A CN201410310287A CN104283618A CN 104283618 A CN104283618 A CN 104283618A CN 201410310287 A CN201410310287 A CN 201410310287A CN 104283618 A CN104283618 A CN 104283618A
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Abstract

本发明涉及集成光子频率转换器和混频器。提出用于电光调制的系统和方法。第一光信号和第二光信号光耦合以产生在两个信号路径中传播的本振信号。在第一信号路径和第二信号路径中的本振信号与射频电信号进行电光相位调制，以分别产生第一相位调制光信号和第二相位调制光信号。该第一相位调制光信号和该第二相位调制光信号光耦合以产生强度调制信号，该强度调制信号包括由本振信号的本振频率混频的射频电信号频率的RF频率。

Description

集成光子频率转换器和混频器
技术领域
本发明的实施例总体上涉及频率转换器和混频器。更具体地，本发明的实施例涉及光电频率转换器和混频器。
背景技术
射频(RF)转换需要RF源和本地振荡器。目前的电子混频器典型地采用RF发生器作为本地振荡器。许多系统(如介质谐振器)需要低相位噪声源。电子混频通常使用基于芯片的电路来实现。当由于大的倍增因子，本振频率是10GHz以上时，基于芯片的电路的缺点是高相位噪声。
发明内容
提出用于电光调制的系统和方法。第一光信号和第二光信号被光耦合以产生在包括第一信号路径和第二信号路径的两个信号路径中传播的本振信号。在第一信号路径和第二信号路径中的本振信号使用射频电信号进行电光相位调制，以分别产生第一相位调制光信号和第二相位调制光信号。第一相位调制光信号和第二相位调制光信号被光耦合以产生强度调制信号，该强度调制信号包括由本振信号的本振频率混频的射频电信号的RF频率。
以这种方式，RF振荡器和混频器将用于现代RF系统的两个重要功能集成到一个单一的光子器件来扩展器件的功能性并减少尺寸和重量。
在一个实施例中，一种用于电光外差的方法光耦合第一光信号和第二光信号以产生在包括第一信号路径和第二信号路径的两个信号路径中传播的本振信号。该方法进一步使用射频电信号电光相位调制在第一信号路径和第二信号路径中的本振信号，以分别产生第一相位调制光信号和第二相位调制光信号。该方法进一步光耦合第一相位调制光信号和第二相位调制光信号以产生强度调制信号，该强度调制信号包括由本振信号的本振频率混频的射频电信号的RF频率。
在另一个实施例中，一种用于电光外差的系统，该系统包括：第一光耦合器、第一电光调制器、第二电光调制器以及第二光耦合器。该第一光耦合器被配置为光耦合第一光信号和第二光信号，以产生在包括第一信号路径和第二信号路径的两个信号路径中传播的本振信号。第一电光调制器被配置为使用射频电信号电光调制在第一信号路径中的本振信号以产生第一相位调制光信号。第二电光调制器被配置为使用射频电信号电光调制在第二信号路径中的本振信号以产生第二相位调制光信号。第二光耦合器被配置为光耦合第一相位调制光信号和第二相位调制光信号以产生强度调制信号，该强度调制信号包括由本振信号的本振频率混频的射频电信号的RF频率。
在另外的实施例中，一种用于产生电光调制器的方法配置第一光调制器以使用射频电信号电光调制在第一信号路径中的RF级输入光信号来产生第一RF级相位调制光信号。该方法进一步配置第二光调制器以使用射频电信号电光调制在第二信号路径中的RF级输入光信号来产生第二RF级相位调制光信号。该方法进一步配置RF级光耦合器以光耦合第一RF级相位调制光信号和第二RF级相位调制光信号来产生在第一信号路径和第二信号路径中的包括射频电信号的频率的强度调制输出信号。
另外，本发明包括根据以下条款的实施例：
条款1——一种用于电光外差的方法，该方法包括：
光耦合第一光信号和第二光信号以产生在包括第一信号路径和第二信号路径的两个信号路径中传播的本振信号；
使用射频电信号电光相位调制在所述第一信号路径和所述第二信号路径中的所述本振信号，以分别产生第一相位调制光信号和第二相位调制光信号；以及
光耦合所述第一相位调制光信号和所述第二相位调制光信号以产生强度调制信号，所述强度调制信号包括由所述本振信号的本振频率混频的射频电信号频率的RF频率。
条款2——根据条款1所述的方法，还包括：
产生所述强度调制信号作为在所述第一信号路径中的第一强度光信号和在所述第二信号路径中的第二强度光信号；以及
光检测所述第一强度光信号作为第一电信号；
光检测所述第二强度光信号作为第二电信号；以及
组合所述第一电信号和所述第二电信号以产生输出信号。
条款3——根据条款2所述的方法，还包括抑制所述第一电信号和所述第二电信号的共模以产生所述输出信号。
条款4——根据条款1所述的方法，还包括：
控制第一激光器以产生所述第一光信号；以及
控制第二激光器以产生所述第二光信号。
条款5——根据条款4所述的方法，还包括：
通过电流调谐所述第一激光器和所述第二激光器中的一个或两个；以及
产生超过频率范围的所述本振信号，而不使用射频合成器。
条款6——根据条款1所述的方法，还包括：
控制激光器以产生光信号；以及
使用外部信号光电光相位调制所述光信号，以产生所述第一光信号和所述第二光信号。
条款7——根据条款1所述的方法，还包括由所述第一光信号和所述第二光信号的外差来产生所述本振信号。
条款8——根据条款1所述的方法，还包括产生输出信号，同时提供所述本振信号和所述射频电信号的高度隔离。
条款9——根据条款8所述的方法，还包括最小化所述输出信号的所述本振信号和所述射频电信号的信号泄漏。
条款10——一种用于电光频率转换和混频的系统，所述系统包括：
第一光耦合器，其被配置为光耦合第一光信号和第二光信号，以产生分别在包括第一信号路径和第二信号路径的两个信号路径中传播的本振信号；
第一电光调制器，其被配置为使用射频电信号电光调制在所述第一信号路径中的所述本振信号以产生第一相位调制光信号；
第二电光调制器，其被配置为使用所述射频电信号电光调制在所述第二信号路径中的所述本振信号以产生第二相位调制光信号；以及
第二光耦合器，其被配置为光耦合所述第一相位调制光信号和所述第二相位调制光信号以产生强度调制信号，所述强度调制信号包括由所述本振信号的本振频率混频的所述射频电信号的射频。
条款11——根据条款10所述的系统，还包括：
第一激光器，其被配置为产生所述第一光信号；以及
第二激光器，其被配置为产生所述第二光信号。
条款12——根据条款10所述的系统，还包括：
激光器，其被配置为产生激光光信号；以及
第三和第四光调制器，其光耦合到所述第一光耦合器，并且被配置为使用外部本振信号电光调制所述激光光信号，以产生所述第一光信号和所述第二光信号。
条款13——根据条款10所述的系统，还包括：
所述第一信号路径，其被配置为引导所述强度调制信号作为第一强度光信号；
所述第二信号路径，其被配置为引导所述强度调制信号作为第二强度光信号；
光检测器，其被配置为：
光检测所述第一强度光信号作为第一电信号；
光检测所述第二强度光信号作为第二电信号；以及
组合所述第一电信号和所述第二电信号以产生输出信号。
条款14——根据条款13所述的系统，其中所述光检测器进一步被配置为抑制所述第一电信号和所述第二电信号的共模以产生所述输出信号。
条款15——一种用于产生电光调制器的方法，所述方法包括：
配置第一光调制器以使用射频电信号电光调制在第一信号路径中的RF级输入光信号，从而产生第一RF级相位调制光信号；
配置第二光调制器以使用所述射频电信号电光调制在第二信号路径中的RF级输入光信号，从而产生第二RF级相位调制光信号；以及
配置RF级光耦合器以光耦合所述第一RF级相位调制光信号和所述第二RF级相位调制光信号，从而产生在所述第一信号路径和所述第二信号路径中的包括所述射频电信号的频率的强度调制输出信号。
条款16——根据条款15所述的方法，还包括：
配置第一激光器以产生第一光信号；
配置第二激光器以产生第二光信号；以及
配置RF级输入光耦合器以光耦合所述第一光信号和所述第二光信号从而产生所述RF级输入光信号，所述RF级输入光信号包括在包括所述第一信号路径和所述第二信号路径的两个信号路径中传播的本振信号。
条款17——根据条款15所述的方法，还包括：
配置激光以产生激光光信号；以及
配置分光器以将所述激光光信号分成经由所述第一信号路径被输送到所述第一光调制器和经由所述第二信号路径被输送到所述第二光调制器的所述RF级输入光信号。
条款18——根据条款17所述的方法，还包括：
配置第三光调制器以使用外部本振信号电光相位调制在所述第一信号路径中的所述激光光信号，从而产生在所述第一信号路径中的第一LO级相位调制信号；
配置第四光调制器以使用所述外部本振信号电光相位调制在所述第二信号路径中的所述激光光信号，从而产生在所述第二信号路径中的第二LO级相位调制信号；以及
配置LO级光耦合器以光耦合所述第一LO级相位调制信号和所述第二LO级相位调制信号，从而产生在第一信号路径和第二信号路径中的包括本振信号的RF级输入光信号。
条款19——根据条款15所述的方法，还包括：
配置第一信号路径以引导所述强度调制输出信号作为第一强度光信号；
配置第二信号路径以引导所述强度调制输出信号作为第二强度光信号；
配置光检测器以光检测所述第一强度光信号作为第一电信号；
配置光检测器以光检测所述第二强度光信号作为第二电信号；以及
配置光检测器以组合所述第一电信号和所述第二电信号从而产生输出信号。
条款20——根据条款15所述的方法，还包括：
配置第五光调制器以使用外部本振信号电光相位调制在所述第一信号路径中的所述强度调制输出信号，从而产生在所述第一信号路径中的第一LO级相位调制信号；
配置第六光调制器以使用所述外部本振信号电光相位调制在所述第二信号路径中的所述强度调制输出信号，从而产生在所述第二信号路径中的第二LO级相位调制信号；以及
配置LO级光耦合器以光耦合所述第一LO级相位调制信号和所述第二LO级相位调制信号，从而产生在所述第一信号路径和所述第二信号路径中的所述强度调制输出信号，所述强度调制输出信号包括由所述本振信号的本振频率混频的射频电信号频率的射频。
提供本概述来以简化的形式介绍概念的选择，其在以下以详细说明进一步描述。本概述并不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用作确定所要求保护的主题的范围的帮助。
附图说明
当结合以下附图考虑时，本发明的实施例的更完全的理解可以通过参考详细说明和权利要求书得到，其中相似的附图标记指代在整个附图中相似的元件。提供附图以促进对本发明的理解，而不限制本发明的广度、范围、规模或适用性。附图不必按比例绘制。
图1是根据本发明的实施例包括电光外差的广泛可调谐的双平衡光子混频器的示意图。
图2是根据本发明的实施例的双波长平衡(光/RF混频)的示意图。
图3是根据本发明的实施例集成有光子RF振荡器的双平衡桥电光(EO)调制器的示意图。
图4是根据本发明的实施例集成有基于定向耦合器的马赫-曾德尔(MZ)调制器和光检测器的双窄线激光器设计的示意图。
图5是示出根据本发明的实施例的用于电光外差的过程的流程图的示意图。
图6是示出根据本发明的实施例用于产生电光调制器的过程的流程图的示意图。
图7是根据本发明的实施例的具有集成的光电振荡器的光子RF混频器的示意图。
图8是示出根据本发明的实施例用于产生电光调制器的过程的流程图的示意图。
在本发明中所示的各图示出了所呈现的实施例的一个方面的变化，并且仅差别将被详细讨论。
具体实施方式
下面详细描述本质上是示例性的，并不旨在限制本发明或本发明的实施例的应用和用途。提供特定器件、技术和应用的说明仅作为示例。对在此所描述的示例的修改对本领域普通技术人员将是显而易见的，并且在此所定义的通用原理可以应用于其他示例和应用，而不脱离本发明的精神和范围。此外，并不意图受前述领域、背景、概述或下面详细描述中所给出的任何明示或暗示的理论的限制。本发明应该符合与权利要求书一致的范围，并且不限于在此所描述的和示出的示例。
本发明的实施例可以依据功能和/或逻辑块组件和各种过程步骤在此进行描述。应当理解，这种块组件可以是由任意数量的配置为执行指定功能的硬件、软件和/或固件组件来实现的。为简便起见，有关外差、调制以及系统的其他功能方面(和系统的个别操作组件)的常规技术和组件可以不在此详细描述。
在非限制性的应用，即光电RF混频器和转换器的背景下描述本发明的实施例。然而，本发明的实施例并不限于这种应用，并且在此所描述的技术也可以在其他应用中使用。例如，实施例可以适用于光电RF调制器，或任何其他类型的专用或通用的光电器件，如可能是给定的应用或环境所希望或适合的。
在本领域普通技术人员读完本说明书后，如对本领域普通技术人员将是显而易见的，以下是本发明的示例和实施例，并不限于根据这些示例操作。可以利用其他实施例并且可以进行改变，而不脱离本发明的示例性实施例的范围。
光子器件(如光电振荡器(OEO))提供超低相位噪声，但目前是一个独立的单元。它的RF输出可用作基于电路的混频器的本地振荡器/本振(LO)，但匹配的变换器和其他匹配电路经常限制基于电路的混频器的RF带宽。另一方面，OEO的光输出提供针对在光子域的RF混频的独特宽带解决方案。光子混频可以通过在光路径中引入电光调制器来实现，其中RF信号施加到电光调制器的调制端口。分立器件的缺点是由于耦合损耗的高插入损耗和由于附加封装的大尺寸。
集成的OEO和RF调制器解决了低效率和大尺寸的问题，因为OEO芯片和RF调制器是在同一半导体芯片上由相同的材料制成的。
在大多数情况下，振荡器的目的是提供频率变换的LO源。因此，这是具有集成的混频器的LO的自然延伸。在此所描述的实施例包括集成在同一半导体芯片上的OEO和混频器，以提供连续的低损耗信号接口并消除附加封装。除其他益处外，在同一半导体芯片上集成OEO和混频器的一些益处是低的尺寸和重量、高效率及宽带操作。
实施例将RF振荡器和混频器(现代RF系统的两个重要的功能)集成到单一的光子器件以扩展器件的功能性并减小器件的尺寸和重量。由于光电振荡器(OEO)的超低相位噪声特征和宽带RF产生能力，它已经是一种有前途的RF源。实施例中，将包括电光调制器的部分添加到OEO的光信号路径。然后将RF信号施加到电光调制器。OEO输出将作为本振并与RF混频，以产生中频信号用于进一步处理。
图1是根据本发明的实施例包括电光外差的广泛可调谐的双平衡光子混频器100(光子混频器100)的示意图。光子混频器100可包括LO级，其包括第一激光器102、第二激光器104和第一光耦合器108；RF级，其包括第一电光相位调制器110、第二电光相位调制器112和第二光耦合器118；以及光检测器120。在本文件中电光相位调制器、相位调制器和光相位调制器可以互换地使用。
第一激光器102被配置为产生包括由控制信号106控制的第一频率ω1的第一光信号130。第一激光器102可包括半导体，例如，但不限于，硅、包括至少一种III族元素(国际理论与应用化学联合会(IUPAC)13族)和至少一种Ⅴ族元素(IUPAC15族)的III-V族化合物、或其他合适的材料。第一激光器102可以在例如但不限于约100THz至约500THz的第一频率ω1的频率范围内，或其他合适的操作范围内操作。第一光信号130可以从第一激光器102发射进入第一信号路径134/128。在本文件中信号路径、光信号路径以及光波导信号路径可以互换地使用。
第二激光器104被配置为产生包括由控制信号106控制的第二频率ω2的第二光信号132。第二激光器104可包括半导体，例如，但不限于，硅、III-V族化合物或其他合适的材料。第二激光器104可以在例如但不限于约100THz至约500THz的第二频率ω2的频率范围内，或其他合适的操作范围内操作。第二光信号132可以从第二激光器104发射进入第二信号路径136/138。
第一信号路径134/128包括光波导，该光波导传输光，诸如第一光信号130从第一激光器102进入第一光耦合器108并通过第一电光相位调制器110和第二光耦合器118到光检测器120。
第二信号路径136/138包括光波导，该光波导传输光，诸如第二光信号132从第二激光器104进入第一光耦合器108并通过第二电光相位调制器112和第二光耦合器118到光检测器120。
第一光耦合器108被配置为光耦合在第一光波导信号路径134中的第一光信号130与在第二光波导136中的第二光信号132，以产生本振(LO)光信号140。LO光信号140在第一光波导信号路径134和第二光波导136两者中传输，并包括LO频率Δω。该LO频率Δω包括|ω1-ω2|，即第一光信号130的第一频率ω1与第二光信号132的第二频率ω2之间的差。第一光耦合器108结合第一激光器102和第二激光器104提供可以通过控制第一频率ω1和第二频率ω2来控制的本振功能。通过控制第一频率ω1和第二频率ω2，LO频率Δω可以在例如但不限于约0Hz至1THz的广泛可调谐的频率范围内，或其他合适的频率范围内操作。
第一电光相位调制器110被配置为使用射频电信号116电光调制在第一光波导信号路径134中的LO光信号140以产生第一相位调制光信号142。对于根据本发明的实施例的光混频器，射频电信号116可以包括，例如但不限于，0Hz(DC)基带调制，或其他合适的基带调制。对于包括0Hz信号的射频电信号116，第一相位调制光信号142可以包括LO光信号140，其频率不改变，但是例如不限于放大的、相移的、或其他非频率变化的变化。在一些实施例中，第一电光相位调制器110可以被省略，并且传递到第二光耦合器118的LO光信号140保持不变。
第一电光相位调制器110可包括半导体，例如，但不限于，硅、III-V族化合物、或其他合适的材料。该调制器可包括低VIPs相位调制器(非电致吸收(EA))。电致吸收调制器(EAM)是一种可用于经由电压调制激光束的强度的半导体器件。它的操作原理可以基于Franz-Childish效应，即由所施加的电场引起的吸收光谱的变化，这改变了带隙能量(从而改变了吸收边缘的光子能量)，但通常不涉及由电场引起的载流子激发。在调制器技术方面的改进可以允许更高的效率(更低的驱动电压，或Vpi)。
马赫-曾德尔(MZ)调制器的半波电压(Vπ(或Vpi))通常被定义为在MZ调制器的各个分支中的信号同相位时所施加的电压与信号是π弧度异相时所施加的电压之间的差。换句话说，Vπ是最大与最小输出信号功率之间的电压差。引起π相位变化要求的电压被称为半波电压(Vπ)。对于普克耳斯盒，半波电压(Vπ)可以是几百或甚至几千伏特，因此可能要求高压放大器。合适的电子电路可以在几纳秒内切换如此大的电压，允许使用EOM作为快速光开关。对于集成的波导调制器，半波电压(Vπ)可以是，但不限于10伏特以下。
第二电光相位调制器112被配置为使用射频电信号116电光调制在第二光波导信号路径136中的本振光信号140以产生第二相位调制光信号144。对于包括在频率Ω处的RF信号的射频信号116，第二相位调制光信号144可包括由该频率Ω调制的本振光信号140。
第二光耦合器118被配置为光耦合第一相位调制光信号142和第二相位调制光信号144以产生强度调制信号160，该强度调制信号160包括由本振信号140(RF级输入光信号140)的本振频率混频的射频电信号116的RF频率。第一信号路径134被配置为引导强度调制信号160作为第一强度光信号146并且第二信号路径136被配置为引导强度调制信号160作为第二强度光信号148。在一些实施例中，如果光检测器120包括互补金属氧化物半导体(CMOS)电路，则半周期相位延迟125可被添加到第二光波导信号路径138以提供信号倒相，从而驱动互补电路。第一强度光信号146和第二强度光信号148可以包括由频率Ω调制的LO光信号140。
光检测器120被配置为光检测第一强度光信号146作为第一电信号162并且光检测第二强度光信号148作为第二电信号164。光检测器120可以包括半导体，例如，但不限于，硅锗(SiGe)、III-V族化合物、或其他合适的材料。光检测器120可以包括，例如但不限于，单个光检测器、双平衡光检测器、或其他合适的光检测器。
光检测器120包括第一光检测器电路122和第二光检测器电路124。第一光检测器电路122接收来自第一光波导信号路径128的第一强度光信号146，并将第一强度光信号146转换为第一电信号162。第二光检测器电路124接收来自第二光波导信号路径138的第二强度光信号148，并将第二强度光信号148转换为第二电信号164。组合第一电信号162和第二电信号164以产生输出信号150。电信号150(输出信号150)可包括由频率Ω调制的LO光信号140，即Δω±Ω。
光子RF混频器功能是通过输入RF信号116与第一激光器102的第一光频率ω1和第二激光器104的第二光频率ω2的光学外差之间的电光相互作用实现的。在系统100中，ω1与ω2之间的差频Δω作为等效的本振信号140。电气本振没有被应用于系统100。电光相位调制器110/112的恒定相位偏置的调整最大化频率混频输出并最小化RF和本振频率分量输出。实现了输出中频(IF)和RF以及LO之间的高度隔离。
本领域技术人员将理解的是，结合在此所公开的实施例描述的各种示例性块、模块、电路和处理逻辑可以在硬件、计算机可读软件、固件或它们的其他组合中来实施。为了清楚地说明硬件、固件和软件的这种可互换性和兼容性，大体上依据它们的功能描述了各种示例性组件、块、模块、电路和步骤。
在一些实施例中，系统100可以包括任意数量的激光器、任意数量的光检测器、任意数量的光耦合器、任意数量的波导、任意数量的光调制器和/或任意数量的适合于在此所描述的它们的操作的其他模块。示出的系统100描绘一种便于说明的简单实施例。系统100的这些和其他元件相互连接在一起，允许系统100的各个元件之间通信。
这种功能性是否实施为硬件、固件或软件取决于特定应用和强加于整个系统的设计约束。熟悉在此所描述的概念的那些人可以以合适的方式针对每一特定应用实施这种功能性，但此类实施决策不应被解释为导致脱离本实施例的范围。
图2是根据本发明的实施例的双波长平衡器件200(光/RF混频)的示意图。由光混频器202(本振202)仅产生fLO±n*f信号(n＝1，2，...是一个整数)项，不产生fLO项的高阶谐波(没有高阶杂散)，从而产生更纯净的输出，其中f信号为Ω且fLO为Δω。双波长平衡器件200可以在f信号或fLO的频率范围，例如但不限于约0.1GHz至约110GHz下操作。
图3是根据本发明的实施例集成有光子RF振荡器/混频器的双平衡桥EO调制器(系统300)的示意图。系统300包括光子RF振荡器，其包括光耦合器108，该光耦合器对在来自RF调制(RF)级(110/112)的单独调制(LO)级(306/308)中的本振(LO)信号304(图1中的Δω)执行光混频。系统300的元件结合图1和图7的讨论进行了讨论。如有关图1所示出和讨论的，RF级可以包括第一电光相位调制器(如电光相位调制器110)、第二电光相位调制器(如第二电光相位调制器112)、第二光耦合器118和在图1中所讨论的RF级的其他元件。LO级可以包括第三电光相位调制器306、第四电光相位调制器308、第一光耦合器108和其他元件。在一些配置中，可以使用多个级。
在此配置中，第一信号路径128包括光波导，该光波导传输光，诸如光信号310(激光光信号310)从激光器302进入第一电光相位调制器110并通过第二光耦合器118、第三电光相位调制器306和第一光耦合器108到光检测器120(图3中的光检测器122和124)。第二光路径138包括光波导，该光波导传输光，诸如光信号310从激光器302进入第二电光相位调制器112并通过第二光耦合器118、第四电光相位调制器308和第一光耦合器108到光检测器120(图3中的光检测器122和124)。
在此配置中，激光302被配置为产生光信号310，该光信号310是用射频电信号116通过第一电光相位调制器110和第二电光相位调制器112进行相位调制的。如图3所示，第二光耦合器118被配置为光耦合来自第一电光相位调制器110的第一相位调制光信号142(图1)和来自第二电光相位调制器112的第二相位调制光信号144(图1)以产生强度调制信号160。在此配置中，强度调制信号160是用本振(LO)信号304通过第三电光相位调制器306和第四电光相位调制器308进行相位调制的(例如，第三电光相位调制器306和第四电光相位调制器308都是由本振(LO)信号304驱动的)。因此，强度调制信号160包括由本振光信号140的本振频率混频的射频电信号116的RF频率。在线性系统中，RF调制(RF级)和LO调制(LO级)可以以任何顺序出现，同时对于任一顺序有基本上相同的结果。
系统300(其是一种自生的RF源)可包括，例如但不限于，光电振荡器(OEO)，其包括一个固定的或可调的振荡频率。以此方式，在系统300(光子RF混频器300)的输出RF和LO频率通过偏置相位调整最小化。没有RF合成器，LO发生可以在例如但不限于覆盖包括K频段至W频段频率的高频率的MHz至THz的范围内被调谐。
LO信号304和输入RF信号116(RF信号116)被进一步构造以使用，例如但不限于，单模或多模干涉光耦合器(如光耦合器108/118)在LO调制器输出和RF调制器输出这两者处形成平衡桥输出，从而通过调制器偏置调整减小输出中频(IF)信号150的LO和RF频率分量，使用平衡的检测器降低在输出中频(IF)信号150处的共模噪声，并使用平衡的检测器增加在输出中频(IF)信号150处的转换增益。
双平衡桥电光相位调制器110/112(电光相位调制器110/112)、包括一组两个平衡的光检测器电路122/124的光电检测器120、以及激光器302(图1中的102/104)可以被配置在分立组件中或集成在单个半导体基片上。
图4是根据本发明的实施例的集成有基于定向耦合器的MZ调制器和光检测器的双窄线激光器设计(系统400)的示意图。系统400包括双窄线激光器区域402、调谐信号404、控制回路406、以及在图1讨论的背景下所讨论的元件。DC偏置114或热偏置方法最小化在输出中频(IF)信号(如电信号150)处的LO信号(Δω)和RF信号(Ω)。第一激光器102和第二激光器104各自由运行或被锁定到参考信号。
调谐第一激光器102和第二激光器104中的一个或两个可以通过电流或温度执行，产生LO信号而不利用射频合成器，LO信号超过例如但不限于覆盖包括K频段至W频段的高频率的MHz至THz的范围。控制回路406基于调谐信号404和本振信号(Δω)和RF信号(Ω)控制频率锁定信号408和DC偏置114。调谐信号404可以从参考信号与在光信号路径134和136中的激光束的光学外差的比较中获得。该光学外差可以通过许多方法来实现，这些方法包括例如但不限于分接来自信号路径134、136的光信号并在一个光检测器中将它们组合，或者在第一耦合器后直接分接光信号(例如，在图7中分接的信号778)。
检测器120可以包括远离输出光的单个光检测器，或一组两个平衡的光检测器(例如，122和124)，经由多个光纤或光学成像系统将输出光传送到该组两个平衡的光检测器。
图5是示出根据本发明的实施例的一种用于电光外差的过程500的流程图的示意图。与过程500有关的执行的各种任务可以由软件、硬件、固件、具有用于执行该过程方法的计算机可执行指令的计算机可读介质，或它们的任何组合来执行。应当理解的是，过程500可包括任意数量的附加或可替代的任务，在图5中所示的任务不必以所示的顺序来执行，并且过程500可以并入到具有在此没有详细描述的附加功能的更全面的程序或过程中。在一些实施例中，过程500的各部分可以由以下不同的元件来执行：第一激光器102、第二激光器104、第一光耦合器108、第一电光相位调制器110、第二电光相位调制器112、第二光耦合器118、光检测器120等。过程500可以具有与在图1-4和7中所示的实施例相似的功能、材料和结构。因此，共同的特征、功能和元件可以不在此赘述。
过程500可以通过控制第一激光器(如第一激光器102)以产生第一光信号(如第一光信号130)开始(任务502)。
过程500可以通过控制第二激光器(如第二激光器104)以产生第二光信号132继续(任务504)。
过程500可以通过光耦合第一光信号130和第二光信号132以产生在包括第一信号路径(如第一信号路径134/128)和第二信号路径(如第二信号路径136/138)的两个信号路径中传播的本振信号(如本振信号140)继续(任务506)。
过程500可以通过用射频电信号(如射频电信号116)在第一信号路径134/128和第二信号路径136/138中电光相位调制本振光信号140，以分别产生第一相位调制光信号(如第一相位调制光信号142)和第二相位调制光信号(如第二相位调制光信号144)继续(任务508)。
过程500可以通过光耦合第一相位调制光信号142和第二相位调制光信号144以产生强度调制信号(如强度调制信号160)继续，该强度调制信号160包括由本振信号140的本振频率混频的射频电信号116的RF频率(任务510)。
过程500可以通过产生强度调制信号160作为第一强度光信号(如在第一信号路径134/128中的第一强度光信号146)和第二强度光信号(如在第二信号路径136/138中的第二强度光信号148)继续(任务512)。
过程500可以通过光检测第一强度光信号146作为第一电信号(如第一电信号162)继续(任务514)。
过程500可以通过光检测第二强度光信号148作为第二电信号(如第二电信号164)继续(任务516)。
过程500可以通过组合第一电信号162和第二电信号164以产生一个输出信号(如输出信号150)继续(任务518)。
过程500可以通过抑制第一电信号162和第二电信号164的共模以产生输出信号150继续(任务520)。
过程500可以通过由电流(如控制信号106或频率锁定信号408(图4))调谐第一激光器102和第二激光器104中的一个或两个继续(任务522)。
过程500可以通过无需射频合成器而产生超过频率范围的本振信号140继续(任务524)。
过程500可以通过控制激光器(如激光器302(例如，图3和图7))以产生一个光信号(如光信号310(例如，图3和图7))继续(任务526)。
过程500可以通过使用外部信号(如外部本振信号304(例如，图3和图7))光电光学调制光信号310以产生第一光信号130和第二光信号132继续(任务528)。该外部本振信号304可如图7所示那样生成。
过程500可以通过由第一光信号130和第二光信号132的外差来产生本振光信号140继续(任务530)。
过程500可以通过最小化输出信号150的本振信号140和射频电信号160的信号泄漏继续(任务532)。
图6是示出一种根据本发明的实施例用于产生电光调制器的过程的流程图的示意图。与方法600有关的执行的各种任务可以由软件、硬件、固件、具有用于执行过程方法的计算机可执行指令的计算机可读介质、或它们的任何组合来执行。应当理解的是，过程600可包括任意数量的附加或可替代的任务，在图6中所示的任务不必以所示的顺序来执行，并且过程600可以并入到具有在此没有详细描述的附加功能的更全面的程序或过程中。在一些实施例中，过程600的各部分可以由以下的不同元件来执行：第一激光器102、第二激光器104、第一光耦合器108、第一电光相位调制器110、第二电光相位调制器112、第三电光相位调制器306、第四电光相位调制器308、外部本振信号304、第二光耦合器118、光检测器120等。过程600可以具有与在图1-4和7中所示的实施例相似的功能、材料和结构。因此，共同的特征、功能和元件可以不在此赘述。
过程600可以通过配置第一激光器(如第一激光器102)以产生第一光信号(如第一光信号130/712)开始(任务602)。
过程600可以通过配置第二激光器(如第二激光器104)以产生第二光信号(如第二光信号132/714)继续(任务604)。
过程600可以通过配置RF级输入光耦合器(如第一光耦合器108)以光耦合第一光信号130和第二光信号132从而产生RF级输入光信号(例如，LO光信号140和/或RF级输入光信号722/724，图7)继续，该RF级输入光信号包括在包括第一信号路径(如第一信号路径134/128)和第二信号路径(如第二信号路径136/138)的两个信号路径中传播的本振信号(任务606)。
过程600可以通过配置第一光调制器(如第一光调制器110)以用射频电信号(如射频电信号116)电光调制在该第一信号路径128中的RF级输入光信号140/722从而产生第一RF级相位调制光信号(例如，相位调制光信号142，图1)继续(任务608)。
过程600可以通过配置第二光调制器(如第二光调制器112)以用射频电信号116电光调制在第二信号路径138中的RF级输入光信号140/724从而产生第二RF级相位调制光信号(例如，相位调制光信号144，图1)继续(任务610)。
过程600可以通过配置RF级光耦合器118以光耦合第一RF级相位调制光信号142和第二RF级相位调制光信号144从而产生强度调制输出信号(如在第一信号路径128/134和第二信号路径138/136中的包括射频电信号116的频率的强度调制输出信号160/770)继续(任务612)。
过程600可以通过配置第一信号路径128/134以引导强度调制信号160/770作为第一强度光信号(如第一强度光信号146/746)继续(任务614)。
过程600可以通过配置第二信号路径138/136以引导强度调制信号160/770作为第二强度光信号(如第二强度光信号148/750)继续(任务616)。
过程600可以通过配置光检测器(如光检测器120/122)以光检测第一强度光信号146/746作为第一电信号(如第一电信号162)继续(任务618)。
过程600可以通过配置光检测器120/124以光检测第二强度光信号148/750作为第二电信号(如第二电信号164)继续(任务620)。
过程600可以通过配置光检测器120以组合第一电信号162和第二电信号164从而产生输出信号(如输出信号150)继续(任务622)。
过程600可以通过配置光检测器120以抑制第一电信号162和第二电信号164的共模从而产生输出信号150继续(任务624)。
过程600可以通过配置激光器(如激光器302)以产生光信号(如光信号310)继续(任务626)。
过程600可以通过配置第三和第四光调制器(如第三和第四光调制器306/308)以用外部本振信号(如外部本振信号304)电光调制光信号310，从而产生第一光信号130/712和第二光信号132/714继续(任务628)。
图7是根据本发明的实施例集成有光电子振荡器700(系统700)的光子RF混频器的示意图。系统700的一些元件结合图1和图3的讨论进行讨论。系统700包括分光器708，以将光信号310分成RF级输入光信号722/724，该RF级输入光信号722/724经由在第一信号路径712/134/128中的两个相等强度的光束712和714进入电光相位调制器306和经由第二信号路径714/136/138进入电光相位调制器308。如有关图1和3所示出和讨论的，RF级可以包括第一电光相位调制器110、第二电光相位调制器112、第二光耦合器118和在图1中所讨论的RF级的其他元件。LO级可以包括第三电光相位调制器306、第四电光相位调制器308、第一光耦合器108和其他元件。在一些配置中，可以使用多个级。
在此配置中，第一信号路径712/134/128包括光波导，该光波导传输光，诸如光信号310从激光器302进入第三电光相位调制器306并通过第一光耦合器108、第一电光相位调制器110和第二光耦合器118进入光检测器120。第二光路径714/136/138包括光波导，该光波导传输光，诸如光信号310从激光器302进入第四电光相位调制器308并通过第一光耦合器108、第二电光相位调制器112和第二光耦合器118进入光检测器120。
RF级输入光信号712/722/714/724分别通过两个第一级电光相位调制器306/308传播并通过由外部光电振荡器774产生的外部本振(LO)信号304来调制。以此方式，电光相位调制器306使用外部本振信号304电光相位调制在第一信号路径134中的激光光信号310，以产生在第一信号路径134中的第一LO级相位调制信号716。同样地，电光相位调制器308使用外部本振信号304电光相位调制在第二信号路径136中的激光光信号310，以产生在第二信号路径136中的第二LO级相位调制信号718。
第一LO级相位调制光信号716和第二LO级相位调制光信号718(两个调制光束716和718)由在第一级电光相位调制器306/308末端集成的(2×2)LO级光耦合器108组合，以产生两个第一级调制光束722和724(RF级输入光信号722和724)。
来自第一(2×2)LO级光耦合器108的RF级输入光信号722和724被耦合到两个第二级电光相位调制器110/112的输入。RF级输入光信号722和724由施加到第二级电光相位调制器110/112(光调制器110/112)上的输入RF信号116调制。以此方式，LO级光耦合器108光耦合第一LO级相位调制光信号716与第二LO级相位调制光信号718，以产生在第一信号路径134和第二信号路径136中的包括外部本振信号304的RF级输入光信号722/724。外部本振信号304在RF级的外部，但也可以在一个集成的，例如但不限于，系统、电路或基板中产生，如图7所示。
第一光调制器110使用射频电信号116电光调制在第一信号路径128中的RF级输入光信号722，以产生第一RF级相位调制光信号732。第二光调制器112使用射频电信号116电光调制在第二信号路径138中的RF级输入光信号724，以产生第二RF级相位调制光信号734。
第二级调制光束732和734(RF级相位调制光信号732和734)可以由两个(1×2)光耦合器118(RF级光耦合器118)分成4个端口。(1×2)光耦合器118的一个端口或每个(1×2)RF级光耦合器118的一个端口可被发送到一个或更多个高品质因数光谐振滤波器736(滤光器736)作为外部本振信号304的反馈输入，而每个(1×2)RF级光耦合器118的两个其他端口由RF级光耦合器118组合并通过第一信号路径128和第二信号路径138输出。
RF级光耦合器118光耦合第一RF级相位调制光信号732和第二RF级相位调制光信号734，以产生在第一信号路径128和第二信号路径138中的包括射频电信号116的频率的强度调制输出信号770。因此，强度调制输出信号770包括与外部本振光信号304的本振频率混频的射频电信号116的RF频率。
第一信号路径128引导强度调制信号770作为第一强度光信号746以及第二信号路径138引导强度调制信号770作为第二强度光信号750。
光检测器122光检测第一强度光信号746作为第一电信号162并光检测第二强度光信号750作为第二电信号164。光检测器120组合第一电信号162和第二电信号164以产生输出信号772。光检测器122抑制第一电信号162和第二电信号164的共模以产生输出信号772。
外部本振信号304可以通过在节点776分接第一RF级相位调制光信号732或第二RF级相位调制光信号734以产生分接的信号778并将分接的信号778发送到反馈光电振荡器回路780而产生。
RF偏置控制782可用于调节光调制器306/308/110/112偏置，以最小化射频电信号116和本振信号304的泄漏从而优化输出信号772。
光电振荡器774可被调谐以产生所希望的本振频率，而不使用外部频率合成器。
系统700允许光电振荡器340与双平衡光子混频器的集成。反馈光信号784通过一个高品质因数的RF滤波器786滤波，并由光检测器760接收。光检测器760的光检测器输出762由RF放大器764放大，以形成一个反馈光电振荡器。
因此，光子RF混频器在一个封装中集成了两个功能。频率混频所要求的LO信号由系统700本身，而不是外部LO源产生。LO频率由反馈回路中的滤光器和RF滤波器选择。超低相位噪声RF信号生成在光电振荡器774中实现。反馈光电振荡器回路780中的滤光器736可以是，例如但不限于，高品质因数微环谐振器、回音廊(wisper-gallery)模式谐振器、集成的光波导延迟线、外部光纤线圈延迟线或其他窄带宽高品质因数光频率选择器件。
图8是示出根据本发明的实施例用于产生电光调制器的过程800的流程图的示意图。与方法800有关的执行的各种任务可以由软件、硬件、固件、具有用于执行该过程方法的计算机可执行指令的计算机可读介质，或它们的任何组合来执行。应当理解的是，过程800可包括任意数量的附加或可替代的任务，在图8中所示的任务不必以所示的顺序来执行，并且过程800可以并入到具有在此没有详细描述的附加功能的更全面的程序或过程中。在一些实施例中，过程800的各部分可以由以下的不同元件来执行：激光器302、外部本振信号304、电光相位调制器306、电光相位调制器308、电光相位调制器110、电光相位调制器112等。过程800可以具有与在图1-4和7中所示的实施例相似的功能、材料和结构。因此，共同的特征、功能和元件可以不在此赘述。
过程800可以通过配置激光器(如激光器302(例如，图3和图7))以产生激光光信号(如激光光信号310)开始(任务802)。
过程800可以通过配置分光器(如分光器708(例如，图7和应用于图3的图7))以将激光光信号310分成RF级输入光信号，如RF级输入光信号140/712/714/722/724(例如，与应用到图3一样)，其经由第一信号路径(如第一信号路径134)馈送进入第三光相位调制器(如光相位调制器306)并经由第二信号路径(如第二信号路径136)进入第四光相位调制器(如光相位调制器308)继续(任务804)。
过程800可以通过配置第三光调制器306(例如，图7)以用外部本振信号(如外部本振信号304)电光相位调制在第一信号路径134中的激光光信号310，从而产生第一LO级相位调制信号(如在第一信号路径134中的第一LO级相位调制信号716)继续(任务806)。
过程800可以通过配置第四光调制器308(例如，图7)以用外部本振信号304电光相位调制在第二信号路径136中的激光光信号310，从而产生在第二信号路径136中的第二LO级相位调制信号718继续(任务808)。
过程800可以通过配置LO级光耦合器(如LO级光耦合器108(例如，图7))以光耦合第一LO级相位调制光信号716与第二LO级相位调制光信号718，从而产生分别在第一信号路径134和第二信号路径136中的包括外部本振信号304的RF级输入光信号(如RF级输入光信号722/724)继续(任务810)。
过程800可以通过配置第一光调制器(如第一光调制器110(图1、3和7))以用射频电信号(如射频电信号116)电光调制在第一信号路径128/134中的RF级输入光信号722，从而产生第一RF级相位调制光信号(如第一RF级相位调制光信号732)继续(任务812)。
过程800可以通过配置第二光调制器(如第二光调制器112(图1、3和7))以用射频电信号116电光调制在第二信号路径136/138中的RF级输入光信号724，从而产生第二RF级相位调制光信号(如第二RF级相位调制光信号734)继续(任务814)。
过程800可以通过配置RF级光耦合器(如RF级光耦合器118(图1、3和7))以光耦合第一RF级相位调制光信号732和第二RF级相位调制光信号734，从面产生强度调制输出信号(如在第一信号路径128和第二信号路径138中的包括射频电信号116的频率的强度调制输出信号160/770)继续(任务816)。
过程800可以通过配置(第五)光调制器(如光调制器306(例如，图3))以用外部本振信号304电光相位调制在第一信号路径128/134中的强度调制输出信号160/770，从而产生在第一信号路径128/134中的第一LO级相位调制信号(例如，以一种与图7所示的第一LO级相位调制信号716类似的方式)继续(任务818)。
过程800可以通过配置(第六)光调制器(如光调制器308(例如，图3))以用外部本振信号304电光相位调制在第二信号路径138/136中的强度调制输出信号160/770，从而产生在第二信号路径138/136中的第二LO级相位调制信号(例如，以一种与图7所示的第二LO级相位调制信号718类似的方式)继续(任务820)。
过程800可以通过配置LO级光耦合器(如第一光耦合器108(图3))以光耦合第一LO级相位调制光信号(例如，类似于图7中所示的第一LO级相位调制信号716)和第二LO级相位调制光信号(例如，以一种与图7所示的第二LO级相位调制信号718类似的方式)，从而产生在第一信号路径128/136和在第二信号路径138/136的强度调制输出信号160/770继续，强度调制输出信号160/770包括由本振信号160的本振频率混频的射频电信号频率(如射频信号116)的射频(任务822)。
过程800可以通过配置第一信号路径128以引导强度调制信号770作为第一强度光信号(如第一强度光信号746)继续(任务824)。
过程800可以通过配置第二信号路径138以引导强度调制信号770作为第二强度光信号(如第二强度光信号750)继续(任务826)。
过程800可以通过配置光检测器122(如光检测器122)以光检测第一强度光信号746作为第一电信号(如第一电信号162)继续(任务828)。
过程800可以通过配置光检测器122以光检测第二强度光信号750作为第二电信号(如第二电信号164)继续(任务830)。
过程800可以通过配置光检测器122以组合第一电信号162和第二电信号164从而产生一个输出信号(如输出信号772)继续(任务832)。
过程800可以通过配置光检测器122以抑制第一电信号162和第二电信号164的共模从而产生输出信号772继续(任务834)。
过程800可以通过在一个节点(如节点776)分接第一RF级相位调制光信号732或第二RF级相位调制光信号734，从而产生分接的信号(如分接的信号778)并将该分接的信号778发送到反馈光电振荡器回路(如反馈光电振荡器回路780)而产生本振信号304继续(任务836)。
过程800可以通过配置RF偏置控制782以调节光相位调制器306/308/110/112偏置，从而最小化射频电信号116和本振信号304的泄漏来优化输出信号772继续(任务838)。
过程800可以通过调谐光电振荡器774以产生所希望的本振频率，而不使用外部频率合成器继续(任务840)。
以此方式，本发明的实施例提供了用于电光频率转换和混频的系统和方法。
尽管已在前面的详细描述中提出了至少一个示例性实施例，应理解的是存在大量的变化。还应当理解的是，在此所描述的一个或更多个示例性实施例并非旨在以任何方式限制该主题的范围、适用性或配置。相反，前面的详细描述将为本领域技术人员提供一种用于实施所描述的一个或更多个实施例的方便路线图。应当理解，在不脱离权利要求书所定义的范围的情况下，可在元件的功能和设置方面进行各种变化，它包括在提交此专利申请时已知的等价物和可预见的等价物。
在此文件中，如在此所用的术语“模块”是指软件、固件、硬件、以及用于执行在此所描述的相关功能的这些元素的任何组合。此外，为了讨论的目的，各模块被描述为分离的模块；然而，正如对于本领域技术人员将是显而易见的，可以组合两个或更多个模块以形成执行根据本发明的实施例的相关功能的单个模块。
上面的描述提到被“连接”或“耦合”在一起的元件或节点或特征。如在此所用，除非另外明确说明，“连接”意思是一个元件/节点/特征被直接接合到另一个元件/节点/特征(或者与之直接通信)，并且不必是机械地。同样地，除非另外明确说明，“耦合”意思是一个元件/节点/特征直接或间接接合到另一个元件/节点/特征(或与之直接或间接通信)，并且不必是机械地。因此，尽管图1-4和7描绘了元件的示例性安排，但是额外的插入元件、器件、特征、或组件可存在于本发明的实施例中。
在此文件中所用的术语和短语及其变化，除非另外明确说明，应理解为是开放式的，而不是限制性的。作为前述的示例：术语“包括”应被理解为是指“包括但不限于”或类似物；术语“示例”被用来提供讨论中的项目的示例性示例，而不是其穷尽的或限制性的列表；以及形容词例如“常规的”、“传统的”、“正常的”、“标准的”、“已知的”和类似含义的术语不应被理解为将所描述的项目限制在给定的时期或限制在给定的时间内可得到的项目，而应被理解为包括目前或将来的任何时候可得到的或已知的常规、传统、正常或标准的技术。
同样地，一组与连接词“和”有关的项目不应被理解为要求这些项目中的每一个都存在于该组中，而应被理解为“和/或”，除非另外明确说明。同样地，一组与连接词“或”有关的项目不应被理解为要求组之间的相互排他性，而应被理解为“和/或”，除非另外明确说明。
此外，尽管本发明的项目、元件或组件可以以单数形式描述或要求保护，但是复数被认为是在其范围之内，除非明确说明限制为单数。在某些情况下，扩展性词语和短语(如“一个或更多个”、“至少”、“但不限于”或其他类似短语)的存在不应被理解为意味着在可能不存在这种扩展性短语的情况下意图或要求更窄的情况。当是指一个数值或范围时，术语“约”旨在包括当正在进行测量时可能发生的实验误差产生的值。
如在此所用，除非另外明确说明，“可操作的”意味着能够用于、装配用于或准备使用或服务，可用于特定目的，并且能够执行在此所描述的叙述或所希望的功能。关于系统和器件，术语“可操作的”是指该系统和/或器件是完全功能的和校准的，包括针对并且激活时满足适用的可操作性要求来执行所述功能的元件。关于系统和电路，术语“可操作的”是指该系统和/或电路是完全功能的和校准的，包括针对并激活时满足适用的可操作性要求来执行所述功能的逻辑。

Claims (14)

1.一种用于电光外差的方法，所述方法包括：
光耦合第一光信号和第二光信号以产生在包括第一信号路径和第二信号路径的两个信号路径中传播的本振信号；
使用射频电信号电光相位调制在所述第一信号路径和所述第二信号路径中的所述本振信号，以分别产生第一相位调制光信号和第二相位调制光信号；以及
光耦合所述第一相位调制光信号和所述第二相位调制光信号以产生强度调制信号，所述强度调制信号包括由所述本振信号的本振频率混频的射频电信号频率的RF频率。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
产生所述强度调制信号作为所述第一信号路径中的第一强度光信号和所述第二信号路径中的第二强度光信号；以及
光检测所述第一强度光信号作为第一电信号；
光检测所述第二强度光信号作为第二电信号；以及
组合所述第一电信号和所述第二电信号以产生输出信号。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括抑制所述第一电信号和所述第二电信号的共模以产生所述输出信号。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
控制第一激光器以产生所述第一光信号；以及
控制第二激光器以产生所述第二光信号。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：
通过电流调谐所述第一激光器和所述第二激光器中的一个或两个；以及
产生超过频率范围的所述本振信号，而不使用射频合成器。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括：
控制激光器以产生光信号；以及
使用外部信号光电光相位调制所述光信号，以产生所述第一光信号和所述第二光信号。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括由所述第一光信号与所述第二光信号的外差来产生所述本振信号。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括产生输出信号，同时提供所述本振信号和所述射频电信号的高度隔离。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括最小化所述输出信号的所述本振信号和所述射频电信号的信号泄漏。
10.一种用于电光频率转换和混频的系统，所述系统包括：
第一光耦合器，其被配置为光耦合第一光信号和第二光信号，以产生分别在包括第一信号路径和第二信号路径的两个信号路径中传播的本振信号；
第一电光调制器，其被配置为使用射频电信号电光调制在所述第一信号路径中的所述本振信号以产生第一相位调制光信号；
第二电光调制器，其被配置为使用所述射频电信号电光调制在所述第二信号路径中的所述本振信号以产生第二相位调制光信号；以及
第二光耦合器，其被配置为光耦合所述第一相位调制光信号和所述第二相位调制光信号以产生强度调制信号，所述强度调制信号包括由所述本振信号的本振频率混频的所述射频电信号的射频。
11.根据权利要求10所述的系统，还包括：
第一激光器，其被配置为产生所述第一光信号；以及
第二激光器，其被配置为产生所述第二光信号。
12.根据权利要求10所述的系统，还包括：
激光器，其被配置为产生激光光信号；以及
第三和第四光调制器，其光耦合到所述第一光耦合器，并且被配置为使用外部本振信号电光调制所述激光光信号，以产生所述第一光信号和所述第二光信号。
13.根据权利要求10所述的系统，还包括：
所述第一信号路径，其被配置为引导所述强度调制信号作为第一强度光信号；
所述第二信号路径，其被配置为引导所述强度调制信号作为第二强度光信号；
光检测器，其被配置为：
光检测所述第一强度光信号作为第一电信号；
光检测所述第二强度光信号作为第二电信号；以及
组合所述第一电信号和所述第二电信号以产生输出信号。
14.根据权利要求13所述的系统，其中所述光检测器进一步被配置为抑制所述第一电信号和所述第二电信号的共模以产生所述输出信号。
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