CN109273968A - 基于分光线环的光电振荡器装置 - Google Patents

基于分光线环的光电振荡器装置 Download PDF

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Abstract

本申请实施例中提供了基于分光纤环的光电振荡器装置，该装置包括：预处理单元，基于反馈信号对接收到的激光束进行调制，并利用光纤环对调制的光信号进行储能；光电转换单元，基于双路光纤环，对调制的光信号进行光电转换，输出光电信号；输出单元，对光电信号进行处理，输出反馈信号和光电振荡器的输出信号。本申请所述技术方案能够使制作光纤环的难度下降，降低制作成本；在两个光纤环间加入了光增益补偿，在保持Q值的基础上，提升了信噪比，改善了远载频相位噪声性能。

Description

基于分光线环的光电振荡器装置
技术领域
本申请涉及振荡器装置领域，特别涉及一种基于分光线环的光电振荡器装置。
背景技术
由于光腔远优于传统微波腔的品质因数，光电振荡器的相位噪声非常优越，而且其最显著的优点就是输出信号的相位噪声不随频率的提高而产生恶化。目前国内外的光电振荡器的结构主要是三种，分别是单环结构、双环结构和多环结构，包括激光器、电光调制器、光耦合器、光纤环、光电探测器、射频滤波器、微波放大器和电耦合器等。在这些结构中，所采用的光纤环一般分为长环和短环，那么这种结构光纤环的缺点就是：1、长光纤环插损远大于短光纤环，在光电转换后，电信号的功率平衡性难以保证，这样就造成边模抑制较差；2、长光纤环的长度一般均在十公里以上，其制作难度较大，体积较大，光插损较大，造成远载频相位噪声恶化。
发明内容
为解决上述问题之一，本申请提供了一种基于分光线环的光电振荡器装置。
根据本申请实施例的第一个方面，提供了基于分光线环的光电振荡器装置，该装置包括：
预处理单元，基于反馈信号对接收到的激光束进行调制，并利用光纤环对调制的光信号进行储能；
光电转换单元，基于双路光纤环，对调制的光信号进行光电转换，输出光电信号；
输出单元，对光电信号进行处理，输出反馈信号和光电振荡器的输出信号。
优选地，所述预处理单元包括：
电光调制器2，基于反馈信号对接收到的激光束进行调制；
第一光纤环3，对调制的光信号进行储能。
优选地，所述预处理单元还包括：第一SOA放大器4，用于对储能的光信号进行增益补偿；
所述第一SOA放大器4的输出端与光电转换单元连接。
优选地，所述光电转换单元包括：光耦合器5，将输入的光信号分为第一光路和第二光路；
沿所述第一光路上设有第二光纤环6和第一光电探测器12；
沿所述第二光路上设有第三光纤环7和第二光电探测器13；
第一电耦合器14，将第一光电探测器12和第二光电探测器13输出的电信号进行耦合输出光电信号。
优选地，所述光电转换单元还包括：依次连接在第二光纤环6和第一光电探测器12之间的第二SOA放大器8和第一光衰减器10。
优选地，所述光电转换单元还包括：依次连接在第三光纤环7和第二光电探测器13之间的第三SOA放大器9和第二光衰减器11。
优选地，所述第二光纤环6的长度大于第三光纤环7的长度。
优选地，所述输出单元包括：
射频滤波器15，对所述光电信号进行边摸选择，输出滤波信号；
第二电耦合器17，将滤波信号进行分路，一路作为反馈信号，另一路作为振荡器装置的输出信号。
优选地，所述输出单元还包括：连接在所述射频滤波器15和第二电耦合器17之间的微波放大器16。
优选地，该装置还包括：用于产生激光束的激光器。
本申请所述技术方案能够使制作光纤环的难度下降，降低制作成本；在两个光纤环间加入了光增益补偿，在保持Q值(品质因数)的基础上，提升了信噪比，改善了远载频相位噪声性能。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出本申请所述光电震荡器装置的示意图。
附图标号
1、激光器，2、电光调制器，3、第一光纤环，4、第一SOA放大器，5、光耦合器，6、第二光纤环，7、第三光纤环，8、第二SOA放大器，9、第三SOA放大器，10、第一光衰减器，11、第二光衰减器，12、第一光电探测器，13、第二光电探测器，14、第一电耦合器，15、射频滤波器，16、微波放大器，17、第二电耦合器。
具体实施方式
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本方案的核心思路是通过引入双光纤环进行光电转换，使光纤环的制作难度降低，进一步的利用光增益补偿，使装置的信噪比得到较大的提升，具有较好的纤维噪声性能。
本方案公开了一种基于分光纤环的光电振荡器装置，该装置能够根据反馈信号对激光器发出的激光束进行调制，同时，通过储能和增益补偿得满足工作要求的光信号，再利用双路光纤环对光信号进行处理，得到光电信号，最后通过边摸选择，输出光电振荡器的输出信号。通过本方案能够改善远载频的相位噪声性能。
具体的，该装置包括：预处理单元、光电装换单元和输出单元；预处理单元根据反馈信号对收到的激光束进行调制，并利用光纤环对调制的光信号进行储能；光电转换单元基于双路光纤环，对调制的光信号进行光电转换，输出光电信号；输出单元对光电信号进行处理，输出反馈信号和光电振荡器的输出信号。
本方案中，所述预处理单元包括：电光调制器2、第一光纤环3和第一SOA放大器4；电光调制器2基于反馈信号对激光器产生的激光束进行调制，调制后的光信号在第一光纤环3储能，随后利用第一SOA放大器4对经过第一光纤环3的光信号进行增益补偿，使得进入光耦合器5的光功率增加，从而改善远载频相位噪声性能。
本方案中，所述光电转换单元包括：光耦合器5和第一电耦合器14；光耦合器5将经过第一光纤环3和第一SOA放大器4的光信号分为第一光路和第二光路；其中，第一光路上依次设有第二光纤环6、第二SOA放大器8、第一光衰减器10和第一光电探测器12；第二光路上依次设有第三光纤环7、第三SOA放大器9、第二光衰减器11和第二光电探测器13。第一电耦合器14将第一光电探测器12和第二光电探测器13输出的电信号进行耦合输出光电信号。通过两路光纤环的设计，能够降低制作光纤环的难度，降低制作成本；另一个是在两个光纤环间加入了光增益补偿，在保持Q值的基础上，提升了信噪比，改善了远载频相位噪声性能。
本方案中，所述输出单元包括：射频滤波器15、微波放大器16和第二电耦合器17；射频滤波器15对所述光电信号进行边摸选择，输出滤波信号；微波放大器16对滤波信号进行增益放大后，通过第二电耦合器17进行分路，一路作为反馈信号，另一路作为振荡器装置的输出信号。
下面通过实例对本方案做进一步说明。
如图1所示，本实例公开了一种基于分光纤环的光电振荡器装置，包括：第一光纤环3、第二光纤环6、第三光纤环7、第一SOA放大器4、第二SOA放大器8、第三SOA放大器9、第一光衰减器10和第二光衰减器11。
激光器的输出端与电光调制器2的输入端单模光纤连接，电光调制器2的输出端与第一光纤环3的输入端单模光纤连接，第一光纤环3的输出端与第一SOA放大器4的输入端单模光纤连接，第一SOA放大器4的输出端与光耦合器5的输入端单模光纤连接，光耦合器5的长环端与第二光纤环6的输入端单模光纤连接，光耦合器5的短环端与第三光纤环7的输入端单模光纤连接，第二光纤环6的输出端与第二SOA放大器8的输入端单模光纤连接，第三光纤环7的输出端与第三SOA放大器9的输入端单模光纤连接，第二SOA放大器8的输出端与第一光衰减器10的输入端单模光纤连接，第三SOA放大器9的输出端与第二光衰减器11的输入端单模光纤连接，第一光衰减器10的输出端与第一光电探测器12的输入端单模光纤连接，第二光衰减器11的输出端与第二光电探测器13的输入端单模光纤连接，第一光电探测器12输出端射频电缆连接第一电耦合器14的长环端，第二光电探测器13输出端射频电缆连接第一电耦合器14的短环端，第一电耦合器14的信号端与射频滤波器15的输入端射频电缆连接，射频滤波器15的输出端与微波放大器16输入端射频电缆连接，微波放大器16输出端与第二电耦合器17的输入端射频电缆连接，电耦合器的调制端与电光调制器2的调制输入端射频电缆连接。
工作时，激光器产生光源，光源通过电光调制器2与电耦合器反馈回的微波信号进行强度调制，电光调制器2的输出是经过强度调制的光信号，这路光信号先经过一个第一光纤环3进行储能，第一光纤环3的长度是L3，通过第一光纤环3的光信号通过第一SOA放大器4进行增益补偿，使得进入光耦合器5的光功率增加，这能改善远载频相位噪声性能。经过增益补偿的光信号通过光耦合器5进行分路，一路光信号进入第二光纤环6，第二光纤环6的长度是L1，另一路光信号进入到第三光纤环7，第三光纤环7的长度是L2，通过分第一光纤环3、B、C，长度分别是L1、L2和L3，这样等效的长光纤环的长度是L1+L3，短光纤的长度是L2+L3，通过这样的光纤环分配，就将长光纤环拆成了两个第一光纤环3和B，这样的优势有两个，一个是制作光纤环的难度下降了，成本降低；另一个是在两个光纤环间加入了光增益补偿，在保持Q值的基础上，提升了信噪比，改善了远载频相位噪声性能。通过第二光纤环6和第三光纤环7的光信号分别经过SOA放大器进行光放大，放大后的光信号分别通过第一光衰减器10和第二光衰减器11进行光功率调节，光功率调节的目的是使后续的第一光电探测器12和第二光电探测器13处于饱和状态工作，这同样能对RIN噪声进行抑制，通过光电转换后的两路信号经过电耦合器进行合路，合路后的电信号通过射频滤波器15进行边模选择，通过滤波后的电信号经过微波放大器16进行增益放大，放大后的电信号通过电耦合器进行分路，一路反馈到电光调制器2进行调制，另一路作为最终的光电振荡器的电信号输出。
综上所述，本方案能够降低制作光纤环的难度，从而降低制作成本；通过两个光纤环光路中加入了光增益补偿，在保持Q值的基础上，提升了信噪比，改善了远载频相位噪声性能。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.基于分光纤环的光电振荡器装置，其特征在于，该装置包括：
预处理单元，基于反馈信号对接收到的激光束进行调制，并利用光纤环对调制的光信号进行储能；
光电转换单元，基于双路光纤环，对调制的光信号进行光电转换，输出光电信号；
输出单元，对光电信号进行处理，输出反馈信号和光电振荡器的输出信号。
2.根据权利要求1所述的光电振荡器装置，其特征在于，所述预处理单元包括：
电光调制器(2)，基于反馈信号对接收到的激光束进行调制；
第一光纤环(3)，对调制的光信号进行储能。
3.根据权利要求1所述的光电振荡器装置，其特征在于，所述预处理单元还包括：第一SOA放大器(4)，用于对储能的光信号进行增益补偿；
所述第一SOA放大器(4)的输出端与光电转换单元连接。
4.根据权利要求1或2所述的光电振荡器装置，其特征在于，所述光电转换单元包括：光耦合器(5)，将输入的光信号分为第一光路和第二光路；
沿所述第一光路上设有第二光纤环(6)和第一光电探测器(12)；
沿所述第二光路上设有第三光纤环(7)和第二光电探测器(13)；
第一电耦合器(14)，将第一光电探测器(12)和第二光电探测器(13)输出的电信号进行耦合输出光电信号。
5.根据权利要求4所述的光电振荡器装置，其特征在于，所述光电转换单元还包括：依次连接在第二光纤环(6)和第一光电探测器(12)之间的第二SOA放大器(8)和第一光衰减器(10)。
6.根据权利要求4所述的光电振荡器装置，其特征在于，所述光电转换单元还包括：依次连接在第三光纤环(7)和第二光电探测器(13)之间的第三SOA放大器(9)和第二光衰减器(11)。
7.根据权利要求4所述的光电振荡器装置，其特征在于，所述第二光纤环(6)的长度大于第三光纤环(7)的长度。
8.根据权利要求1所述的光电振荡器装置，其特征在于，所述输出单元包括：
射频滤波器(15)，对所述光电信号进行边摸选择，输出滤波信号；
第二电耦合器(17)，将滤波信号进行分路，一路作为反馈信号，另一路作为振荡器装置的输出信号。
9.根据权利要求8所述的光电振荡器装置，其特征在于，所述输出单元还包括：连接在所述射频滤波器(15)和第二电耦合器(17)之间的微波放大器(16)。
10.根据权利要求1所述的光电振荡器装置，其特征在于，该装置还包括：用于产生激光束的激光器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114336226A (zh) * 2021-11-29 2022-04-12 北京无线电计量测试研究所 一种基于平衡探测噪声抑制的光电振荡器和方法
CN114499670A (zh) * 2021-12-31 2022-05-13 北京无线电计量测试研究所 一种微波信号处理装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5777778A (en) * 1996-01-23 1998-07-07 California Institute Of Technology Multi-Loop opto-electronic microwave oscillator with a wide tuning range
CN102545042A (zh) * 2012-02-21 2012-07-04 山西大同大学 一种宽带频率可调谐的光微波信号的产生方法
CN104752940A (zh) * 2013-12-27 2015-07-01 北京邮电大学 一种光电振荡器
CN105896236A (zh) * 2016-06-30 2016-08-24 哈尔滨工业大学 双长环结构无滤波器宽带可调谐光电振荡器
CN107887783A (zh) * 2017-11-03 2018-04-06 天津大学 一种基于oeo的光子采样系统及方法
CN107946877A (zh) * 2017-12-08 2018-04-20 华中科技大学 一种自偏振态稳定的双环光电振荡器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5777778A (en) * 1996-01-23 1998-07-07 California Institute Of Technology Multi-Loop opto-electronic microwave oscillator with a wide tuning range
CN102545042A (zh) * 2012-02-21 2012-07-04 山西大同大学 一种宽带频率可调谐的光微波信号的产生方法
CN104752940A (zh) * 2013-12-27 2015-07-01 北京邮电大学 一种光电振荡器
CN105896236A (zh) * 2016-06-30 2016-08-24 哈尔滨工业大学 双长环结构无滤波器宽带可调谐光电振荡器
CN107887783A (zh) * 2017-11-03 2018-04-06 天津大学 一种基于oeo的光子采样系统及方法
CN107946877A (zh) * 2017-12-08 2018-04-20 华中科技大学 一种自偏振态稳定的双环光电振荡器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114336226A (zh) * 2021-11-29 2022-04-12 北京无线电计量测试研究所 一种基于平衡探测噪声抑制的光电振荡器和方法
CN114336226B (zh) * 2021-11-29 2024-05-07 北京无线电计量测试研究所 一种基于平衡探测噪声抑制的光电振荡器和方法
CN114499670A (zh) * 2021-12-31 2022-05-13 北京无线电计量测试研究所 一种微波信号处理装置
CN114499670B (zh) * 2021-12-31 2023-09-15 北京无线电计量测试研究所 一种微波信号处理装置

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