新型可調(diào)諧光電振蕩器的研究與設(shè)計.pdf

1、微波光子技術(shù)應用廣泛，而在眾多的應用中，幾乎都會用到一個器件—微波信號源。微波信號的譜純度、相位噪聲和穩(wěn)定性將會直接影響這些應用裝置的系統(tǒng)性能，所以，產(chǎn)生一個高質(zhì)量的微波信號顯得尤為重要。而光電振蕩器產(chǎn)生的微波信號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，將會越來越多的應用在無線通信、軍用雷達、光載波通信等領(lǐng)域。
　　本篇論文在保證光電振蕩器產(chǎn)生的微波信號高譜純度和低相位噪聲基礎(chǔ)上，對微波信號的可調(diào)諧性進行理論分析

2、和實驗研究。
　　論文首先簡單分析了光電振蕩器的工作原理，并通過公式推導出了振蕩器起振的閾值條件和相位條件。然后搭建實驗平臺，實驗驗證了單環(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。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，并運用到光電振蕩器中，實現(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；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，可以直接應用到光電振蕩器中實現(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。
　　最后，對上述提出的三種不同結(jié)構(gòu)的可調(diào)諧光電振蕩器進行了實驗研究和結(jié)果分析：1、當調(diào)節(jié)光可變延時線時，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，并且振蕩頻率為1.811 GHz時的邊模抑制比為62 dB，相位噪聲為-98.67 dBc/Hz@10 kHz和-110.92 dBc/Hz@100

5、 kHz，半個小時內(nèi)的最大頻率漂移約為12 kHz，最大功率漂移為1.2 dBm；2、當調(diào)節(jié)馬赫-增德爾干涉儀中光可變延時線時，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，并且振蕩頻率為1.07 GHz時的邊模抑制比為58 dB，相位噪聲為-94.77 dBc/Hz@10 kHz和-112.60 dBc/Hz@100 kHz，半個小時內(nèi)的最大頻率漂移約為10 kHz，最

6、大功率漂移為0.8 dBm；3、對于光可調(diào)諧濾波器的可調(diào)諧光電振蕩器，首先通過實驗對比分析單環(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)對應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.