新型可調(diào)諧光電振蕩器的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、微波光子技術(shù)應(yīng)用廣泛，而在眾多的應(yīng)用中，幾乎都會(huì)用到一個(gè)器件—微波信號(hào)源。微波信號(hào)的譜純度、相位噪聲和穩(wěn)定性將會(huì)直接影響這些應(yīng)用裝置的系統(tǒng)性能，所以，產(chǎn)生一個(gè)高質(zhì)量的微波信號(hào)顯得尤為重要。而光電振蕩器產(chǎn)生的微波信號(hào)在高頻段和低頻段均具有譜純度高、相位噪聲低、可調(diào)諧等優(yōu)點(diǎn)，將會(huì)越來越多的應(yīng)用在無線通信、軍用雷達(dá)、光載波通信等領(lǐng)域。
　　本篇論文在保證光電振蕩器產(chǎn)生的微波信號(hào)高譜純度和低相位噪聲基礎(chǔ)上，對(duì)微波信號(hào)的可調(diào)諧性進(jìn)行理論分析

2、和實(shí)驗(yàn)研究。
　　論文首先簡(jiǎn)單分析了光電振蕩器的工作原理，并通過公式推導(dǎo)出了振蕩器起振的閾值條件和相位條件。然后搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了單環(huán)路結(jié)構(gòu)和雙環(huán)路結(jié)構(gòu)的光電振蕩器均能產(chǎn)生微波信號(hào)。相比于單環(huán)路光電振蕩器，雙環(huán)路結(jié)構(gòu)能夠增大振蕩模式間隔，有效的提高了振蕩信號(hào)的邊模抑制比。
　　然后結(jié)合微波光子濾波器技術(shù)，重構(gòu)三種不同結(jié)構(gòu)的可調(diào)諧微波光子濾波器，并運(yùn)用到光電振蕩器中，實(shí)現(xiàn)三種不同結(jié)構(gòu)的可調(diào)諧光電振蕩器：1、利用高非線性光

3、纖中的雙折射效應(yīng)引起交叉偏振調(diào)制形成可調(diào)諧微波光子濾波器，替代傳統(tǒng)光電振蕩器中的電濾波器來選頻，最終輸出一定范圍可調(diào)諧的微波信號(hào)；2、馬赫-增德爾干涉儀（MZI）切割寬帶光源（ASE）形成的多波長光源與相位調(diào)制器和線性啁啾光柵一起構(gòu)成中心頻率可變的多抽頭微波光子濾波器，這種結(jié)構(gòu)的濾波器的3 dB帶寬很窄，可以直接應(yīng)用到光電振蕩器中實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)諧；3、光可調(diào)濾波器的雙環(huán)路可調(diào)諧光電振蕩器則利用相位調(diào)制器和OTF-350可調(diào)諧光濾波器耦合形成

4、一個(gè)中心波長可變的微波光子濾波器，代替電濾波器來選頻，輸出可調(diào)諧射頻信號(hào)。
　　最后，對(duì)上述提出的三種不同結(jié)構(gòu)的可調(diào)諧光電振蕩器進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和結(jié)果分析：1、當(dāng)調(diào)節(jié)光可變延時(shí)線時(shí)，交叉偏振調(diào)制的可調(diào)諧光電振蕩器能夠產(chǎn)生1.493 GHz、1.811 GHz、1.864 GHz振蕩信號(hào)，并且振蕩頻率為1.811 GHz時(shí)的邊模抑制比為62 dB，相位噪聲為-98.67 dBc/Hz@10 kHz和-110.92 dBc/Hz@100

5、 kHz，半個(gè)小時(shí)內(nèi)的最大頻率漂移約為12 kHz，最大功率漂移為1.2 dBm；2、當(dāng)調(diào)節(jié)馬赫-增德爾干涉儀中光可變延時(shí)線時(shí)，光譜切割微波光子濾波器的可調(diào)諧光電振蕩器產(chǎn)生了0.911 GHz、1.07 GHz、1.440 GHz振蕩信號(hào)，并且振蕩頻率為1.07 GHz時(shí)的邊模抑制比為58 dB，相位噪聲為-94.77 dBc/Hz@10 kHz和-112.60 dBc/Hz@100 kHz，半個(gè)小時(shí)內(nèi)的最大頻率漂移約為10 kHz，最

6、大功率漂移為0.8 dBm；3、對(duì)于光可調(diào)諧濾波器的可調(diào)諧光電振蕩器，首先通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析單環(huán)路可調(diào)諧結(jié)構(gòu)和雙環(huán)路可調(diào)諧結(jié)構(gòu)。振蕩頻率為3.878 GHz的單環(huán)路結(jié)構(gòu)和雙環(huán)路結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的邊模抑制比分別為44 dB，70 dB。相位噪聲分別為-98.67 dBc/Hz@10 kHz和-110.92 dBc/Hz@100 kHz，-91.5 dBc/Hz@10 kHz和-115.9 dBc/Hz@100 kHz。另外雙環(huán)路可調(diào)諧結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了3.