CN118017333A - 一种宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器 - Google Patents
一种宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118017333A CN118017333A CN202410110382.7A CN202410110382A CN118017333A CN 118017333 A CN118017333 A CN 118017333A CN 202410110382 A CN202410110382 A CN 202410110382A CN 118017333 A CN118017333 A CN 118017333A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical
- optical fiber
- energy storage
- signal
- carrier signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 121
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 79
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 55
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 22
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 claims description 20
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence Methods 0.000 claims description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 6
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims description 3
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000306 component Substances 0.000 description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 230000035559 beat frequency Effects 0.000 description 2
- 101000609957 Homo sapiens PTB-containing, cubilin and LRP1-interacting protein Proteins 0.000 description 1
- 101150109471 PID2 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100039157 PTB-containing, cubilin and LRP1-interacting protein Human genes 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000008358 core component Substances 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
本申请提供一种宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器，包括：有源光纤环腔、电光反馈环路、锁相环路和光纤储能链路；所述有源光纤环腔和所述电光反馈环路通过共用的电光强度调制器和光耦合器相连接；所述电光反馈环路和所述锁相环路通过共用的压控移相器连接；所述锁相环路和所述光纤储能链路通过共用的单模线性储能光纤相连接；所述光纤储能链路和有源光纤环腔通过共用的偏振分束器相连接。本申请能够增强耦合式光电振荡器的鲁棒性，有效提升光电振荡器的宽带跳频能力，降低输出的跳频微波信号的相位噪声，以及提升输出频率的长期稳定度。
Description
技术领域
本申请涉及通信领域，尤其涉及一种宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器。
背景技术
微波信号源是现代电子系统的核心组件，在个人移动通信等基础民用领域和高精度雷达与电子战系统等国防军事领域都具有重要地位。传统微波源依赖于微波振荡器制造，其尺寸、相位噪声等性能严重受限。微波源跳频技术是一种在通信和雷达等领域应用的重要技术。跳频指按照独特的跳频码序列在一系列频率之间改变信息载波频率。在通信系统中，跳频的使用将提高网络容量和安全性；在雷达中，随时间随机变化的跳频载波信号将大大提升系统的抗干扰、反追踪能力。由于电子电路的速度和带宽有限，电子跳频发生器可以产生相对较小的跳频范围(小于GHz)和较低的跳频速度(kHz量级)的微波波形。然而，对于某些应用，要求跳频信号的跳频范围为GHz量级。
由于现代光子学提供的高频和大带宽，微波光子技术为低相噪宽带跳频微波信号的产生提供了可靠的解决方案。光电振荡器(Optoelectronic Oscillator,OEO)是最典型的光生微波技术手段，能够突破传统微波源的电子瓶颈，可以在宽带频率范围内实现极低相位噪声的微波信号输出，相位噪声与工作频段无关。
然而，由于光电振荡器的输出频率由结构中的窄带射频滤波器决定，光电振荡器通常设计为固定频率工作。当需要动态调谐时，输出信号的低相位噪声、高调谐速率和高信噪比等特性通常难以保证。即，现有光电振荡器存在鲁棒性差，缺乏宽带跳频能力，输出的跳频微波信号的相位噪声高，跳频微波信号输出频率的稳定性差等技术问题。
发明内容
鉴于此，本申请实施例提供了一种宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器，以消除或改善现有技术中存在的一个或更多个缺陷。
本申请的第一个方面提供了一种宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器，该光电振荡器包括：有源光纤环腔、电光反馈环路、锁相环路和光纤储能链路；
所述有源光纤环腔和所述电光反馈环路通过共用的电光强度调制器和光耦合器相连接；
所述电光反馈环路和所述锁相环路通过共用的压控移相器连接；
所述锁相环路和所述光纤储能链路通过共用的单模线性储能光纤相连接；
所述光纤储能链路和有源光纤环腔通过共用的偏振分束器相连接。
在本申请的一些实施例中，所述有源光纤环腔，用于产生光载波信号；
所述有源光纤环腔包括：依次连接的级联光放大器、第一光学隔离器、光带通滤波器、所述偏振分束器、所述光耦合器、所述电光强度调制器和第二光学隔离器。
在本申请的一些实施例中，所述级联光放大器包含依次连接的半导体光放大器和掺铒光纤放大器；
所述半导体光放大器工作于透明增益区，用于抑制自身引入的自发辐射噪声和受激辐射噪声、降低所述有源光纤环腔中超模竞争带来的脉冲抖动和展宽所述有源光纤环腔中传输脉冲的宽度；
所述掺铒光纤放大器，用于根据自身提供的光学增益将输入所述级联光放大器的光信号放大以得到第一光载波信号；
所述第一光学隔离器，用于使得所述光载波信号单向传输；
所述光带通滤波器，用于根据预设的工作带宽范围筛选所述第一光载波信号以得到第二光载波信号；
所述偏振分束器，用于对筛选后的第二光载波信号进行π/2的偏振态旋转以得到第三光载波信号，并接收经所述光纤储能链路对所述第三光载波信号进行延时储能后返回的第四光载波信号；
所述光耦合器，用于将所述第四光载波信号分为第五光载波信号和第六光载波信号；
所述电光强度调制器，用于根据所述第五光载波信号和所述有源光纤环腔产生的光脉冲得到锁模脉冲序列；
所述第二光学隔离器，用于使得所述锁模脉冲序列单向传输；
在本申请的一些实施例中，所述光纤储能链路，用于对所述第二光载波信号进行延时储能；所述光纤储能链路包括：依次连接的所述偏振分束器、所述单模线性储能光纤和法拉第旋转镜。
在本申请的一些实施例中，所述单模线性储能光纤，用于对所述第三光载波信号进行延时储能。
在本申请的一些实施例中，所述法拉第旋转镜，用于将所述第三光载波信号进行π/2的旋转以得到所述第四光载波信号，并将该第四光载波信号反射至所述单模线性储能光纤并返回至所述偏振分束器。
在本申请的一些实施例中，所述电光反馈环路，用于向所述有源光纤环腔中反馈微波信号以及分离产生的低相噪微波信号；
所述电光反馈环路包括：所述光耦合器、光电探测器、第一低噪声放大器、YIG射频带通滤波器、压控移相器、射频功分器、第二低噪声放大器和所述电光强度调制器。
在本申请的一些实施例中，所述光电探测器，用于将所述第六光载波信号转换为第一微波信号；
所述第一低噪声放大器，用于将所述第一微波信号放大以得到第二微波信号；
所述YIG射频带通滤波器，用于对所述第二微波信号进行滤波并调谐输出频率后得到第三微波信号；
所述压控移相器，用于对所述第三微波信号进行相位调节以得到第四微波信号；
所述射频功分器，用于将所述第四微波信号分为相同的第五微波信号、目标微波信号和用于同外部参考锁定的第六微波信号；
所述第二低噪声放大器，用于将所述第五微波信号进行放大以得到第七微波信号，并将该第七微波信号传入至所述电光强度调制器。
在本申请的一些实施例中，所述锁相环路，用于将所述宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器的输出频率与外部参考源锁定，提升所述目标微波信号的长期稳定度；
所述锁相环路包括：依次连接的混频器、频率合成器、并行的第一PID支路和第二PID支路；
所述频率合成器，用于对10MHz晶振进行频率合成以得到参考频率信号；
所述混频器，用于对所述射频功分器输出的第六微波信号及所述频率合成器输出的参考频率信号进行混频以得到误差信号；并将该误差信号发送至所述第一PID和第二PID。
在本申请的一些实施例中，所述第一PID支路包括依次连接的第一PID和所述压控移相器；
所述第二PID支路包括依次连接的第二PID和所述单模线性储能光纤；
所述第一PID用于将所述误差信号传入至所述压控移相器；
所述第二PID用于将所述误差信号传入至所述单模线性储能光纤中的光纤拉伸器。
本申请提供一种宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器，包括：有源光纤环腔、电光反馈环路、锁相环路和光纤储能链路；所述有源光纤环腔和所述电光反馈环路通过共用的电光强度调制器和光耦合器相连接；所述电光反馈环路和所述锁相环路通过共用的压控移相器连接；所述锁相环路和所述光纤储能链路通过共用的单模线性储能光纤相连接；所述光纤储能链路和有源光纤环腔通过共用的偏振分束器相连接。本申请能够增强耦合式光电振荡器的鲁棒性，有效提升光电振荡器的宽带跳频能力，降低输出的跳频微波信号的相位噪声，以及提升输出频率的长期稳定度。
本申请的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本申请的实践而获知。本申请的目的和其它优点可以通过在说明书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。
本领域技术人员将会理解的是，能够用本申请实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本申请能够实现的上述和其他目的。
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，并不构成对本申请的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本申请的原理。为了便于示出和描述本申请的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本申请实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：
图1为本申请一实施例中的宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本申请做进一步详细说明。在此，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请，但并不作为对本申请的限定。
在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本申请，在附图中仅仅示出了与根据本申请的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本申请关系不大的其他细节。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。
在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。
在下文中，将参考附图描述本申请的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
具体通过下述实施例进行详细说明。
本申请实施例提供一种宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器，参见图1，所述的宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器具体包含有如下内容：
有源光纤环腔、电光反馈环路、锁相环路和光纤储能链路；
所述有源光纤环腔和所述电光反馈环路通过共用的电光强度调制器和光耦合器相连接；
所述电光反馈环路和所述锁相环路通过共用的压控移相器连接；
所述锁相环路和所述光纤储能链路通过共用的单模线性储能光纤相连接；
所述光纤储能链路和有源光纤环腔通过共用的偏振分束器相连接。
在本申请的一些实施例中，所述有源光纤环腔，用于产生光载波信号，以及增强振荡器的品质因子；
所述有源光纤环腔包括：依次连接的级联光放大器(即图1中的SOA与EDFA)、第一光学隔离器(即图1中的ISO)、光带通滤波器(即图1中的OBPF)、所述偏振分束器(即图1中的PBS)、所述光耦合器(即图1中的OC)、所述电光强度调制器(即图1中的MZM)第二光学隔离器(即图1中的与MZM相连接的ISO)。
在本申请的一些实施例中，所述级联光放大器包含依次连接的半导体光放大器(即图1中的SOA)和掺铒光纤放大器(即图1中的EDFA)；
需要说明的是，本申请采用级联光放大器提供光学增益，保偏光带通滤波器用于限制光环腔的工作带宽。
具体来说，由于级联光放大器的“静点”工作原理为：通过调谐级联光放大器的前置半导体光放大器(SOA)进入透明增益区，可以抑制自身引入的自发辐射噪声和受激辐射噪声，降低所述有源光纤环腔中超模竞争带来的脉冲抖动，以及展宽所述有源光纤环腔中传输脉冲的宽度从而提升锁定带宽。
因此，基于上述级联光放大器的“静点”工作原理，即使射频滤波器具有很宽的带宽(例如，几十MHz),跳频范围很大(例如，几个GHz),输出信号的高信噪比(SNR>85dB)特性仍然能够保持,并且输出信号具有低相位噪声(<-135dBc/Hz@10kHz)。
级联光放大器的后置掺铒光纤放大器，则用于根据自身提供的光学增益将输入所述级联光放大器的光信号放大以得到第一光载波信号。
所述第一光学隔离器，用于使得所述光载波信号单向传输；
所述光带通滤波器，用于根据预设的工作带宽范围筛选所述第一光载波信号以得到第二光载波信号；
所述偏振分束器，用于对筛选后的第二光载波信号进行π/2的偏振态旋转以得到第三光载波信号，并接收经所述光纤储能链路对所述第三光载波信号进行延时储能后返回的第四光载波信号
所述光耦合器，用于将所述第四光载波信号分为第五光载波信号和第六光载波信号；
所述电光强度调制器，用于根据所述第五光载波信号和所述有源光纤环腔产生的光脉冲得到锁模脉冲序列；
所述第二光学隔离器，用于使得所述锁模脉冲序列单向传输；
在本申请的一些实施例中，所述光纤储能链路，用于对所述第二光载波信号进行延时储能；
所述光纤储能链路包括：依次连接的所述偏振分束器、单模线性储能光纤(即图1中的光纤)、和法拉第旋转镜(即图1中的FRM)。
在本申请的一些实施例中，所述单模线性储能光纤，用于对所述第三光载波信号进行延时储能。
在本申请的一些实施例中，所述法拉第旋转镜，用于将所述第三光载波信号进行π/2的旋转以得到所述第四光载波信号，并将该第四光载波信号反射至所述单模线性储能光纤并返回至所述偏振分束器。
具体来说，有源光纤环腔内循环光偏振态与光纤慢轴对准，经过PBS后偏振态旋转π/2后进入不保偏线性储能支路(即光纤储能链路)，线性支路末端的法拉第旋转镜将信号光的偏振态旋转π/2后经单模线性储能光纤和偏振分束器反射回有源光纤环腔内，从而能够有效消除外部环境变化带来的偏振扰动问题，降低光纤偏振噪声影响。
在本申请的一些实施例中，所述电光反馈环路，用于向所述有源光纤环腔中反馈微波信号以及分离产生的低相噪微波信号；
所述电光反馈环路包括：所述光耦合器、光电探测器(即图1中的PD)、第一低噪声放大器(即图1中的LNA1)、YIG射频带通滤波器(即图1中的YIG Filter)、压控移相器(即图1中的VPS)、射频功分器(即图1中的EC)、第二低噪声放大器(即图1中的LNA2)和所述电光强度调制器。
在本申请的一些实施例中，所述光电探测器，用于将所述第六光载波信号转换为第一微波信号；
具体来说，第六光载波信号中的多个纵模通过光电探测器两两进行拍频生成第一微波信号。
所述第一低噪声放大器，用于将所述第一微波信号放大以得到第二微波信号；
所述YIG射频带通滤波器，用于对所述第二微波信号进行滤波并调谐输出频率后得到第三微波信号；
另外，由于现有光电振荡器为了达到高Q值(品质因数)，产生低相噪高质量微波信号，通常需要较长光纤，这导致光电探测器(PD)拍频出来的信号间隔(Δν)极其紧密，ω为振荡频率，由射频滤波器带通频率决定。为了获得稳定的振荡，需要窄带射频滤波器来选择单个振荡模式，光纤越长，要求射频滤波器的带宽越窄。
因此，本方案中的宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器的跳频特性通过宽带可调谐YIG滤波器和射频环路延时匹配实现。根据YIG滤波器的驱动电压大小，可以灵活地调节YIG滤波器的中心频率，从而调节振荡器的输出频率。先进的YIG滤波器调谐速率可达到12.5MHz/μs，因此本方案设计的振荡器具有宽带快速跳频(>10GHz/ms)特性。在COEO系统中，工作频率以在FSR的整数倍离散分布。因此，频率跳变信号的分辨率为光纤环的FSR(<1MHz)，因此本方案振荡器具有<1MHz的精细跳频分辨率。
所述压控移相器，用于对所述第三微波信号进行相位调节以得到第四微波信号；
所述射频功分器，用于将所述第四微波信号分为相同的第五微波信号、目标微波信号和用于同外部参考锁定的第六微波信号；
所述第二低噪声放大器，用于将所述第五微波信号进行放大以得到第七微波信号，并将该第七微波信号传入至所述电光强度调制器。
在本申请的一些实施例中，所述锁相环路，用于将所述宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器的输出频率与外部参考源锁定，提升所述目标微波信号的长期稳定度；
所述锁相环路包括：依次连接的混频器、频率合成器、并行的第一PID支路和第二PID支路；
所述频率合成器，用于对10MHz晶振进行频率合成以得到参考频率信号；
所述混频器，用于对所述射频功分器输出的第六微波信号及所述频率合成器输出的参考频率信号进行混频以得到误差信号；并将该误差信号发送至所述第一PID(比例积分微分控制器)和第二PID。
在本申请的一些实施例中，所述第一PID支路包括依次连接的第一PID(即图1中的PID1)和所述压控移相器；
所述第二PID支路包括依次连接的第二PID(即图1中的PID2)和所述单模线性储能光纤；
所述第一PID用于将所述误差信号传入至所述压控移相器；
所述第二PID用于将所述误差信号传入至所述单模线性储能光纤中的光纤拉伸器。
因此，通过锁相环路能够实现稳定锁定，进而有效减小输出的微波信号的频率漂移。
综上所述，本申请提供一种宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器，包括：有源光纤环腔、光纤储能链路、电光反馈环路和锁相环路。通过电光反馈环路中的YIG滤波器的可调谐特性，能够实现一种可宽带跳频的微波信号源；通过电光反馈环路延迟匹配设计扩大锁定带宽，能够提升耦合式光电振荡器的鲁棒性；通过宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器中光放大器“静点”的设计，能够产生高边模抑制比以及低相位噪声的跳频信号；通过锁相环路多级PID的设计，能够使产生的微波信号与外部参考源同步，实现了长期频率稳定性的提升。
本领域普通技术人员应该可以明白，结合本文中所公开的实施方式描述的各示例性的组成部分、系统和方法，能够以硬件、软件或者二者的结合来实现。具体究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本申请的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。
需要明确的是，本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本申请的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本申请的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
本申请中，针对一个实施方式描述和/或例示的特征，可以在一个或更多个其它实施方式中以相同方式或以类似方式使用，和/或与其他实施方式的特征相结合或代替其他实施方式的特征。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器，其特征在于，包括：有源光纤环腔、电光反馈环路、锁相环路和光纤储能链路；
所述有源光纤环腔和所述电光反馈环路通过共用的电光强度调制器和光耦合器相连接；
所述电光反馈环路和所述锁相环路通过共用的压控移相器连接；
所述锁相环路和所述光纤储能链路通过共用的单模线性储能光纤相连接；
所述光纤储能链路和有源光纤环腔通过共用的偏振分束器相连接。
2.根据权利要求1所述的宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器，其特征在于，所述有源光纤环腔，用于产生光载波信号；
所述有源光纤环腔包括：依次连接的级联光放大器、第一光学隔离器、光带通滤波器、所述偏振分束器、所述光耦合器、所述电光强度调制器和第二光学隔离器。
3.根据权利要求2所述的宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器，其特征在于，所述级联光放大器包含依次连接的半导体光放大器和掺铒光纤放大器；
所述半导体光放大器工作于透明增益区，用于抑制自身引入的自发辐射噪声和受激辐射噪声、降低所述有源光纤环腔中超模竞争带来的脉冲抖动和展宽所述有源光纤环腔中传输脉冲的宽度；
所述掺铒光纤放大器，用于根据自身提供的光学增益将输入所述级联光放大器的光信号放大以得到第一光载波信号；
所述第一光学隔离器，用于使得所述光载波信号单向传输；
所述光带通滤波器，用于根据预设的工作带宽范围筛选所述第一光载波信号以得到第二光载波信号；
所述偏振分束器，用于对筛选后的第二光载波信号进行π/2的偏振态旋转以得到第三光载波信号，并接收经所述光纤储能链路对所述第三光载波信号进行延时储能后返回的第四光载波信号；
所述光耦合器，用于将所述第四光载波信号分为第五光载波信号和第六光载波信号；
所述电光强度调制器，用于根据所述第五光载波信号和所述有源光纤环腔产生的光脉冲得到锁模脉冲序列；
所述第二光学隔离器，用于使得所述锁模脉冲序列单向传输。
4.根据权利要求3所述的宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器，其特征在于，所述光纤储能链路，用于对所述第二光载波信号进行延时储能；所述光纤储能链路包括：依次连接的所述偏振分束器、所述单模线性储能光纤和法拉第旋转镜。
5.根据权利要求3所述的宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器，其特征在于，所述单模线性储能光纤，用于对所述第三光载波信号进行延时储能。
6.根据权利要求4所述的宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器，其特征在于，所述法拉第旋转镜，用于将所述第三光载波信号进行π/2的旋转以得到所述第四光载波信号，并将该第四光载波信号反射至所述单模线性储能光纤并返回至所述偏振分束器。
7.根据权利要求3所述的宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器，其特征在于，所述电光反馈环路，用于向所述有源光纤环腔中反馈微波信号以及分离产生的低相噪微波信号；
所述电光反馈环路包括：所述光耦合器、光电探测器、第一低噪声放大器、YIG射频带通滤波器、压控移相器、射频功分器、第二低噪声放大器和所述电光强度调制器。
8.根据权利要求7所述的宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器，其特征在于，所述光电探测器，用于将所述第六光载波信号转换为第一微波信号；
所述第一低噪声放大器，用于将所述第一微波信号放大以得到第二微波信号；
所述YIG射频带通滤波器，用于对所述第二微波信号进行滤波并调谐输出频率后得到第三微波信号；
所述压控移相器，用于对所述第三微波信号进行相位调节以得到第四微波信号；
所述射频功分器，用于将所述第四微波信号分为相同的第五微波信号、目标微波信号和用于同外部参考锁定的第六微波信号；
所述第二低噪声放大器，用于将所述第五微波信号进行放大以得到第七微波信号，并将该第七微波信号传入至所述电光强度调制器。
9.根据权利要求8所述的宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器，其特征在于，所述锁相环路，用于将所述宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器的输出频率与外部参考源锁定，提升所述目标微波信号的长期稳定度；
所述锁相环路包括：依次连接的混频器、频率合成器、并行的第一PID支路和第二PID支路；
所述频率合成器，用于对10MHz晶振进行频率合成以得到参考频率信号；
所述混频器，用于对所述射频功分器输出的第六微波信号及所述频率合成器输出的参考频率信号进行混频以得到误差信号；并将该误差信号发送至所述第一PID和第二PID。
10.根据权利要求9所述的宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器，其特征在于，所述第一PID支路包括依次连接的第一PID和所述压控移相器；
所述第二PID支路包括依次连接的第二PID和所述单模线性储能光纤；
所述第一PID用于将所述误差信号传入至所述压控移相器；
所述第二PID用于将所述误差信号传入至所述单模线性储能光纤中的光纤拉伸器。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2024100886586 | 2024-01-22 | ||
| CN202410088658 | 2024-01-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118017333A true CN118017333A (zh) | 2024-05-10 |
Family
ID=90952962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410110382.7A Pending CN118017333A (zh) | 2024-01-22 | 2024-01-25 | 一种宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118017333A (zh) |
-
2024
- 2024-01-25 CN CN202410110382.7A patent/CN118017333A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yao et al. | Multiloop optoelectronic oscillator | |
| RU2153215C1 (ru) | Способ и устройство стабилизации полупроводникового лазера | |
| US8717657B2 (en) | Optoelectronic oscillator using a high finesse etalon | |
| CN109616855B (zh) | 一种四倍频注入锁定光电振荡器 | |
| US20180329235A1 (en) | Dual-loop self-injection locked optoelectronic oscillator | |
| CN113676262B (zh) | 一种基于注入锁定光电振荡器的信号远距离传输稳相系统 | |
| CN110970785B (zh) | 一种傅里叶域注入锁定增强的相干扫频光源 | |
| CN113839297B (zh) | 一种基于注入锁定效应的光电振荡器 | |
| CN114284862A (zh) | 一种基于调制转移谱稳频的法拉第激光器及其实现方法 | |
| CN110429452B (zh) | 一种双环宽带可调谐光电振荡器 | |
| Maleki | Optoelectronic oscillators for microwave and mm-wave generation | |
| CN116154598B (zh) | 基于oam和宇称-时间对称性破缺的光电振荡器及振荡方法 | |
| US20040021056A1 (en) | Method and device for producing radio frequency waves | |
| Peng et al. | Low phase noise 20 ghz microwave frequency divider based on a super-harmonic injection locked optoelectronic oscillator | |
| CN118017333A (zh) | 一种宽带跳频低相噪耦合式光电振荡器 | |
| Liu et al. | Study of multistage composite loop control based on optical phase-locked loop technology | |
| CN114498273B (zh) | 一种微波信号处理装置 | |
| Ilchenko et al. | Whispering-gallery mode based photonic RF receiver | |
| CN114499670B (zh) | 一种微波信号处理装置 | |
| Feng et al. | Coherent optical and RF receiver for simultaneously transferring frequencies in optical and RF domain | |
| Peng et al. | High frequency microwave phase noise measurement by photonic microwave down-conversion based on an optoelectronic oscillator | |
| Zeng et al. | Photonic-Assisted Broadband Microwave Receiver with Cross-Channel Interference Suppression | |
| Zhang et al. | Research on the Frequency Stability of Optoelectronic Oscillator | |
| Tetsumoto et al. | 300 GHz wave with attosecond-level timing noise | |
| Hornbachner et al. | Experimental determination of power penalty contributions in an optical Costas-type phase-locked loop receiver |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |