雙長環(huán)結(jié)構(gòu)無濾波器寬帶可調(diào)諧光電振蕩器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙長環(huán)結(jié)構(gòu)無濾波器寬帶可調(diào)諧光電振蕩器。主要解決了無法采用現(xiàn)有光學(xué)/電學(xué)濾波器在保證信號單模輸出的同時，實現(xiàn)光電振蕩器的大范圍頻率調(diào)諧的問題。所述的激光器(1)通過偏振控制器(2)連接強度調(diào)制器(3)，強度調(diào)制器(3)通過長光纖(4)連接光學(xué)耦合器(5)，光學(xué)耦合器(5)通過光纖與可調(diào)延遲線7兩路分別連接一個光電探測器(6)，兩個光電探測器6通過電學(xué)合成器(8)合并為一路連接在功率放大器輸入端，功率放大器輸出端與強度調(diào)制器分別連接在功分器上。具有調(diào)諧方法簡單，具有快速頻率調(diào)諧的潛力。
【專利說明】
雙長環(huán)結(jié)構(gòu)無濾波器寬帶可調(diào)諧光電振蕩器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及通信、雷達、電子對抗等領(lǐng)域，具體是一種雙長環(huán)結(jié)構(gòu)無濾波器寬帶可 調(diào)諧光電振蕩器。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前光電振蕩器存在的一大難題是在使用長達千米量級的長光纖反饋回路降低 輸出信號噪聲的同時，隨之產(chǎn)生了頻率間隔在200kHz以下的一系列振蕩模式，無法采用現(xiàn) 有的光學(xué)/電學(xué)濾波器濾除其他振蕩模式，實現(xiàn)光電振蕩器的單模信號輸出。即使在使用長 短光纖的雙環(huán)路結(jié)構(gòu)中，模式間隔仍在20MHz以下，也無法采用現(xiàn)有光學(xué)、電學(xué)濾波器在保 證信號單模輸出的同時，實現(xiàn)光電振蕩器的大范圍頻率調(diào)諧。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明提出了一種通過采用雙長環(huán)結(jié)構(gòu)代替長短 環(huán)反饋回路的結(jié)構(gòu)，無需采用光學(xué)、電學(xué)濾波器，實現(xiàn)在大頻率調(diào)諧范圍內(nèi)的單模輸出的雙 長環(huán)結(jié)構(gòu)無濾波器寬帶可調(diào)諧光電振蕩器。
[0004] 技術(shù)方案:一種雙長環(huán)結(jié)構(gòu)無濾波器寬帶可調(diào)諧光電振蕩器，包括激光器、偏振控 制器、強度調(diào)制器、長光纖、光學(xué)耦合器、光電探測器、可調(diào)延遲線、電學(xué)合成器、功率放大 器、功分器，所述的激光器通過偏振控制器連接強度調(diào)制器，強度調(diào)制器通過長光纖連接光 學(xué)耦合器，光學(xué)耦合器通過光纖與可調(diào)延遲線兩路分別連接一個光電探測器，兩個光電探 測器通過電學(xué)合成器合并為一路連接在功率放大器輸入端，功率放大器輸出端與強度調(diào)制 器分別連接在功分器上。
[0005] 有益效果:通過采用本發(fā)明的技術(shù)方案，采用雙長環(huán)反饋回路結(jié)構(gòu)，具有固有的大 振蕩模式間隔的優(yōu)勢，系統(tǒng)中不需要任何光學(xué)、電學(xué)濾波器就可以實現(xiàn)單模振蕩，并且可以 在幾十吉赫茲的范圍內(nèi)實現(xiàn)頻率調(diào)諧，且調(diào)諧方法簡單，具有快速頻率調(diào)諧的潛力，可在高 達幾十吉赫茲的范圍內(nèi)實現(xiàn)低相噪的頻率可調(diào)諧單模信號輸出。
【附圖說明】
[0006] 圖1為本發(fā)明構(gòu)造不意圖。
[0007] 圖中，1-激光器，2-偏振控制器，3-強度調(diào)制器，4-長光纖，5-光學(xué)耦合器，6-光電 探測器，7-可調(diào)延遲線，8-電學(xué)合成器，9-功率放大器，10-功分器。
【具體實施方式】
[0008] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。
[0009] 由圖1所示的一種雙長環(huán)結(jié)構(gòu)無濾波器寬帶可調(diào)諧光電振蕩器，包括激光器1、偏 振控制器2、強度調(diào)制器3、長光纖4、光學(xué)耦合器5、光電探測器6、可調(diào)延遲線7、電學(xué)合成器 8、功率放大器9、功分器10,所述的激光器1通過偏振控制器2連接強度調(diào)制器3,強度調(diào)制器 3通過長光纖4連接光學(xué)耦合器5,光學(xué)耦合器5通過光纖與可調(diào)延遲線7兩路分別連接一個 光電探測器6,兩個光電探測器6通過電學(xué)合成器8合并為一路連接在功率放大器9輸入端， 功率放大器9輸出端與強度調(diào)制器3分別連接在功分器10上。
[0010] 具體的，激光器1中發(fā)出的連續(xù)光通過偏振控制器2注入到強度調(diào)制器3中，調(diào)制后 的光信號經(jīng)過一段長度在千米量級的長光纖后在光學(xué)耦合器5中平均分成兩路。上路中的 光信號直接在高速光電探測器6上轉(zhuǎn)換為電信號，下路中的光信號先經(jīng)過光學(xué)可調(diào)延時線7 進行適當延時后再在高速探測器6上轉(zhuǎn)換為電信號。上下兩路電信號在電學(xué)合成器8中合成 后并在功率放大器9中進行信號放大，最后放大后的電信號一部分輸出，一部分反饋回強度 調(diào)制器3,整個光電振蕩器系統(tǒng)的起振由系統(tǒng)中的噪聲引起，并形成功率穩(wěn)定的振蕩模式。 在該雙長環(huán)結(jié)構(gòu)光電振蕩器中，強度調(diào)制器3、長光纖4、功率放大器9與光電探測器6構(gòu)成第 一個反饋回路，與光學(xué)延時線7和光電探測器6構(gòu)成第二個反饋回路。在光學(xué)延時線7延遲時 間為Ops時，兩個反饋回路的物理長度在毫米量級。由于該雙長環(huán)反饋回路結(jié)構(gòu)的光電振蕩 器中的雙長環(huán)路長度差很小，導(dǎo)致在理想情況下的振蕩模式間隔很大，可以達到幾十吉赫 茲以上，并且可以通過調(diào)節(jié)光學(xué)延時線7的延時量實現(xiàn)振蕩模式間隔的調(diào)諧。通過適當選取 該系統(tǒng)中各元件的帶寬，可以保證該系統(tǒng)在很大頻率范圍內(nèi)實現(xiàn)單模振蕩。例如，該系統(tǒng)中 的各元件的最小帶寬為DC-B，則可以實現(xiàn)在B/2至B范圍的可調(diào)諧單模輸出。
[0011] 在第一個反饋回路中，振蕩模式的頻率需要滿足：
[0012]
⑴
[0013] 其中τι是第一個反饋回路的總時間延遲，在第二個反饋回路中，振蕩模式的頻率 需要滿足：
[0014]
⑵
[0015] 其中τ2是第二個反饋回路的總時間延遲，Δτ是第二個反饋回路與第一個反饋回 路之間的時間延遲差，其可以通過對第二個反饋回路中的可調(diào)延遲線的延遲量的調(diào)諧而改 變。
[0016] 雙環(huán)路光電振蕩器的振蕩頻率由兩個長環(huán)路的振蕩條件共同決定，也就是振蕩頻 率需要同時滿足
[0017]
⑶
[0018] 由式(3)可以得到雙長環(huán)路光電振蕩器中振蕩微波信號的頻率f。％與兩個長環(huán)路 的延遲時間差Α τ之間的關(guān)系為
[0019]
⑷
[0020] 從式(4)中可以看出，為了產(chǎn)生頻率為f。％的微波信號，兩個長環(huán)路的延遲時間差 Α τ應(yīng)該設(shè)置為(k2-ki)/f〇sc；。
[0021] 另外，當兩個長環(huán)路延遲時間差設(shè)置為Δτ時，將存在一系列的振蕩模式，最小振 蕩頻率為fmin= 1/ Δ τ，此時k2_lu = 1。其他振蕩模式的頻率為最小振蕩頻率fmi^整數(shù)倍，恰 當?shù)剡x擇雙長環(huán)結(jié)構(gòu)光電振蕩器中光電探測器的帶寬B，可以通過調(diào)諧第二個反饋回路中 可調(diào)延遲線的延遲時間產(chǎn)生調(diào)諧范圍為B/2至B的單頻微波信號。
[0022] 盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例 性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨 的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項】
1. 一種雙長環(huán)結(jié)構(gòu)無濾波器寬帶可調(diào)諧光電振蕩器，包括激光器（1)、偏振控制器(2)、 強度調(diào)制器(3)、長光纖(4)、光學(xué)耦合器(5)、光電探測器(6)、可調(diào)延遲線（7)、電學(xué)合成器 (8)、功率放大器(9)、功分器（10)，其特征在于:所述的激光器（1)通過偏振控制器(2)連接 強度調(diào)制器(3)，強度調(diào)制器(3)通過長光纖(4)連接光學(xué)耦合器(5)，光學(xué)耦合器(5)通過光 纖與可調(diào)延遲線（7)兩路分別連接一個光電探測器(6)，兩個光電探測器(6)通過電學(xué)合成 器(8)合并為一路連接在功率放大器(9)輸入端，功率放大器(9)輸出端與強度調(diào)制器(3)分 別連接在功分器(10)上。
【文檔編號】H01S1/02GK105896236SQ201610503311
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月30日
【發(fā)明人】張勇, 沈志強, 曹力, 趙遠, 丁子瑜
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)