[发明专利]一种基于宇称-时间对称原理的光电振荡器、光纤系统以及集成光电系统

说明书

本发明涉及一种基于宇称‑时间对称原理的光电振荡器、光纤系统以及集成光电系统，其包括：第一激光器、第二激光器及与其每个输出端连接的第一偏振控制器和第二偏振控制器；依序连接光偏振合束器和第三偏振控制器将两路合为一路；接着依序连接马赫增德尔强度调制器、用于储存能量的长光纤、光电探测器、电放大器、电滤波器以及电功率分束器。本发明可以提供能以光、电两种形式稳定输出低相位噪声信号的高质量微波信号源，且该光电振荡器具有空间域单环、波长域双环的结构，其结构简单、稳定性高、能够产生高纯度、低相位噪声的高频微波信号。

技术领域

本发明涉及光电子领域，尤其涉及一种基于宇称-时间对称原理的光电振荡器、光纤系统以及集成光电系统。

背景技术

宇称—时间对称理论最早在量子力学领域中提出，而后被应用于激光领域，如今延伸到微波光子领域以产生高质量的微波信号。量子系统中，将厄米共轭的条件换成弱化的更加物理的宇称-时间对称条件后，一大类复的哈密顿量即使非厄米共轭在对称状态转变阈值之下也能拥有完全的实谱。在满足其对称破缺条件时，对特定的谐振腔会产生一定的选模机制。而光电振荡器采用光电反馈环路技术，将激光能量转为微波信号能量，克服传统微波振荡器随频率升高时其相位噪声性能降低的缺点，能以光、电两种形式输出稳定的低噪声信号的新型高质量微波信号，但又其谐振腔体中的选模机制严重依赖于高性滤波器的缺点。故利用新型的、易操作的宇称-时间对称系统在破缺状态下的选模机制对传统光电振荡器进行改造有着重要的研究价值和应用价值。2018年，中国科学院半导体研究所的李明教授申请了名为“基于宇称-时间对称原理的光电振荡器”的发明专利，其结构为基于空间双环结构的宇称-时间对称光电振荡器。在此之前，暨南大学张杰君研究员与姚建平院士在著名期刊Science Advances上发表名为“Parity-time-symmetric optoelectronicoscillator”的期刊论文，其结构为基于空间双环的宇称-时间对称光电振荡器。上边两篇文献中提及的光电振荡器均为空间双环结构，其系统抗干扰能力弱，体积大，结构复杂。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的首要目的是提供一种基于宇称-时间对称原理的光电振荡器，该光电振荡器具有空间域单环、波长域双环的结构，其结构简单、稳定性高、能够产生高纯度、低相位噪声的高频微波信号。基于上述目的，本发明至少提供如下技术方案：

一种基于宇称-时间对称原理的光电振荡器，其包括：

一第一激光器，用于产生波长为λ₁的激光；

一第二激光器，用于产生波长为λ₂的激光；

一第一偏振控制器，其输入端与所述第一激光器的一输出端连接，用于控制输出端后的光的偏振态；

一第二偏振控制器，其输入端与所述第二激光器的一输出端连接，用于控制输出端后的光的偏振态；

一光偏振合束器，其1端口与所述第一偏振控制器的输出端连接，2端口与所述第二偏振控制器的输出端连接；

—第三偏振控制器，其输入端与光偏振合束器的3端口连接；

—马赫增德尔强度调制器，其输入端与所述第三偏振控制器的输出端连接；

—长光纤，其输入端与所述马赫增德尔调制器的输出端连接；

—光电探测器，其输入端与所述长光纤的输出端连接；

—电放大器，其输入端与光电探测器输出端连接；

—电功率分束器，所述电功率分束器的1端口与所述电放大器的输出端连接，所述电功率分束器的3端口为信号输出端口；

—电滤波器，所述电滤波器的输入端与所述电功率分束器的2端口连接，所述电滤波器的输出端与所述马赫增德尔调制器的3端口连接。