[发明专利]宽带可调及低相位噪声微波信号产生装置

说明书

一种宽带可调及低相位噪声微波信号产生装置，属于光电振荡器技术领域。该装置包括：宽带可调谐激光器及与其连接的第一偏振控制器；偏振光分束器；该偏振光分束器分为两光路，一光路依序连接第一单模光纤、第二偏振控制器；另一光路依序连接第二单模光纤、第三偏振控制器；以上两光路径由偏振光合束器后依序连接宽带光电探测器、电功率分束器、电频谱分析仪、电低噪声功率放大器、电带通滤波器、隔直器。本发明未采用通用的马赫增德尔调制器及掺铒光纤放大器，而是采用了双环路振荡的形式，提高了系统的集成度，可以提供具有较高边模抑制比以及较低相位噪声的宽带可调微波信号。

技术领域

本发明涉及光电子领域，尤其涉及一种宽带可调及低相位噪声微波信号产生装置。

背景技术

光电振荡器(Optoelectronic Oscillator，OEO)作为光生微波的技术手段之一，具有结构简单、输出信号稳定、相位噪声低等优点，广泛应用在雷达系统、光纤通信系统、微波光子系统、光载无线通信以及高精度测量等领域。

传统的OEO由激光光源，电光调制器，掺铒光纤放大器(Erbium-Doped FiberAmplifier，EDFA)，长光纤，光电探测器，微波功分器，微波放大器，微波带通滤波器等光电子器件构成。为了实现起振，可利用EDFA或微波放大器对光电环路中的光损耗或电损耗进行补偿，以使得光电链路的总增益需大于1，通过微波带通滤波器选模，位于微波带通滤波器中心附近的一个环路本征模式将在光电振荡环路中形成振荡，实现微波信号的输出。一般来说，传统的OEO通常采用连续波激光外调制技术，而外调制器的使用往往会导致较大的光电链路损耗，需要高增益的电放大器(～60dB)提供增益；同时，若要获得高频谱纯度、低相位噪声的微波信号，需要一段较长的单模光纤来进行信号延时和储能，以提高光电环路的Q值。OEO产生的微波信号的相位噪声随光纤长度的增加而下降，因此增加单模光纤的长度是提升输出微波信号质量的重要途径之一，但是，随着光纤长度的增加，系统的体积也会增加，此外光电环路中多模起振的模式间隔变小，为了实现单纵模振荡，需要极大地提高微波带通滤波器的Q值，这对目前的器件制作提出了很高的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种宽带可调及低相位噪声微波信号产生装置，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，作为本发明的一个方面，提供了一种宽带可调及低相位噪声微波信号产生装置，包括能共同形成光电环路的以下元件：

宽带可调谐激光器，具有电调制端口，用于对宽带微波信号进行直调电光-光电转换，输出光信号；

偏振光分束器，将所述宽带可调谐激光器输出的光信号分为偏振态互相垂直的两束光信号，所述两束光信号分别进入两条长度不同的光纤光路；

所述两条长度不同的光纤光路，为所述两束光信号提供不同延时而形成不同的纵模间隔；

偏振光合束器，用于将分别经过所述两条长度不同的光纤光路的两束光信号合为一束；

光电探测器，用于将偏振光合束器输出的光信号转换为电信号；

电功率放大器，用于补偿所述光电环路中电信号的功率损耗，使整个光电环路中的总增益大于1；

电带通滤波器，用于对所述电功率放大器输出的电信号滤波，以形成单模振荡，将滤波的电信号反馈至所述宽带可调谐激光器的电调制端口形成双环结构的光电环路；以及

电功率分束器，用于将所述光电环路中的电信号按照电功率分配值分为两路，一路电信号用于反馈回光电环路中，另一路电信号作为微波信号输出。

从上述技术方案可以看出，本发明的宽带可调及低相位噪声微波信号产生装置至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：