[发明专利]光信号处理方法和基于相位调制-直接解调的光电振荡器

说明书

光信号处理方法和基于相位调制‑直接解调的光电振荡器，涉及光通信及光学信息处理技术领域，其中，所述基于相位调制‑直接解调的光电振荡器包括激光器、电光相位调制器、窄带光滤波器1、光环形器、透射型光纤光栅、光移相器、光耦合器、光纤延时线、窄带光滤波器2、光电探测器、电放大器、电耦合器以及窄带电滤波器。该光电振荡器中电光相位调制器无需控制电路，克服了传统光电振荡器工作点控制电路引入附加噪声使得振荡信号的相噪指标恶化的问题，其在光域对信号进行处理后再进行解调，即采用“相位调制‑直接解调”的方式来进行电光的相互转化，避免了传统光电振荡器中电光强度调制器工作点难以稳定的缺点，提高了光电振荡器的长期稳定性。

技术领域

本发明涉及光通信及光学信息处理技术领域，特别涉及一种光信号处理方法和基于相位调制-直接解调的光电振荡器。

背景技术

超稳定振荡器是电子通信系统的核心。高质量的微波振荡器在光通信、卫星通信、微波通信以及高精度测量等方向起着重要的作用。光电振荡器(Opto-electronicOscillator，OEO)基于光纤延时线低损耗、大带宽等独特的优势能产生极低相噪且不随振荡频率的升高而增加，是超稳定微波、毫米波振荡源的优质备选。作为一种典型的反馈型振荡器，光电振荡器的基本原理为：激光器发出的连续光经电光强度调制器被振荡信号强度调制后通过光纤传输至光电探测器前端，光电探测器把已调光信号转换为电信号，再经过选频、放大，最终反馈至调制器电输入端，然后进行下一次循环，满足巴克豪森振荡条件(开环增益大于1，相差为2π的整数倍)的频点最终形成稳定的振荡信号。

传统光电振荡器一般采用电光强度调制器配合光电探测器，基于“强度调制-直接解调”(Intensity Modulation-Direct Demodulation，IM-DD)的方式(采用电光强度调制器对光载波进行强度调制，延时后进行直接解调，即所谓的IM-DD方式)来实现电/光与光/电的相互转换，存在以下缺陷：一方面，电光强度调制器的工作点很难稳定，造成系统的稳定性差；另一方面，工作点控制电路会引入附加噪声，使得振荡信号的相噪指标恶化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于相位调制-直接解调的光电振荡器，通过电光相位调制器代替强度调制器，并在光域对信号进行处理后再进行解调，即采用PM-DD的方式来进行电光的相互转换，从而克服传统技术的不足。进一步地，同样基于相位调制-直接解调的技术思路，本发明还提供一种光信号处理方法以及产生高稳定性微波毫米波源的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于相位调制-直接解调的光电振荡器，包括：激光器、电光相位调制器、窄带光滤波器1、光环形器、透射型光纤光栅、光移相器、光耦合器、光纤延时线、窄带光滤波器2、光电探测器、电放大器、电耦合器以及窄带电滤波器；

所述激光器连接至电光相位调制器的光输入端，所述电光相位调制器的输出端连接窄带光滤波器1的输入端，所述窄带光滤波器1的输出端连接光环形器的输入端；

所述光环形器的两输出端分别和透射型光纤光栅的输入端及光移相器的输入端连接，所述透射型光纤光栅的输出端及光移相器的输出端连接至光耦合器的两输入端；

所述光耦合器的输出端与窄带光滤波器2的输入端之间通过光纤延时线连接，所述窄带光滤波器2的输出端与光电探测器的输入端连接，所述光电探测器的输出端连接电放大器的输入端，所述电放大器的输出端再连接电耦合器的输入端；

所述电耦合器的一输出端作为微波输出端，所述电耦合器的另一输出端与窄带电滤波器的输入端相连，所述窄带电滤波器的输出端再连接电光相位调制器的电输入端。

作为本发明的另一方面，一种光信号处理方法，包括以下步骤：

1)相位调制：