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一种低 相位噪声光电 振荡器

阅读：530发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种低相位噪声光电振荡器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种低相位噪声光电振荡器，相位调制器通过第一偏振控制器和第二偏振控制器分别连接激光器和偏振分束器，激光器输出直流光信号经过第一偏振控制器进入相位调制器，相位调制器调制后的光信号经过第二偏振控制器入射到偏振分束器，调节第二偏振控制器使得光信号45度角进入偏振分束器，相位信号转换为两路功率相等的强度信号；本实用新型结构的光电振荡器只有同时满足内部第一环路决定的模式和第二环路决定的模式的信号才可以起振，其它的模式得到了良好的抑制，能够获得了单纵模输出，不仅可以更好的抑制边模，结合双平衡光电探测器可以抑制掉包括激光器相对强度噪声在内的环路共模噪声，保证输出信号的信号质量。，下面是一种低相位噪声光电振荡器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种低相位噪声光电振荡器，其特征在于：包括相位调制器(1)、偏振分束器(2)、第一光放大器(3)、第二光放大器(4)、双平衡光电探测器(5)和激光器(6)，所述相位调制器(1)通过第一偏振控制器(7)和第二偏振控制器(8)分别连接激光器(6)和偏振分束器(2)，所述激光器(6)输出直流光信号经过第一偏振控制器(7)进入相位调制器(1)，所述相位调制器(1)调制后的光信号经过第二偏振控制器(8)入射到偏振分束器(2)，调节所述第二偏振控制器(8)使得光信号45度角进入偏振分束器(2)，相位信号转换为两路功率相等的强度信号，所述第一光放大器(3)和第二光放大器(4)连接双平衡光电探测器(5)，一路强度信号经过光纤、可调谐光延长线(9)、第二光放大器(4)进入双平衡光电探测器(5)端口，另一路强度信号经过光纤、可调光衰减器(10)、第一光放大器(3)进入到双平衡光电探测器(5)端口转换成电信号，再经过微波放大器(11)、带通滤波器(12)和电耦合器(13)反馈，反馈后的电信号驱动相位调制器(1)形成闭环振荡回路。
2.根据权利要求1所述的一种低相位噪声光电振荡器，其特征在于：所述光纤包括第一光纤(14)和第二光纤(15)，所述偏振分束器(2)通过第一光纤(14)和第二光纤(15)分别连接可调谐光延长线(9)和可调光衰减器(10)。
3.根据权利要求1所述的一种低相位噪声光电振荡器，其特征在于：所述相位调制器(1)为铌酸锂相位调制器。
4.根据权利要求1所述的一种低相位噪声光电振荡器，其特征在于：所述第一光放大器(3)和第二光放大器(4)均为半导体光放大器。
5.根据权利要求2所述的一种低相位噪声光电振荡器，其特征在于：所述第二光纤(15)通过可调光衰减器(10)连接第一光放大器(3)。

说明书全文

一种低相位噪声光电 振荡器

技术领域

[0001] 本实用新型涉及微波技术和光电子技术领域，尤其涉及一种低相位噪声光电振荡器。

背景技术

[0002] 光电振荡器是一种光、电微波/毫米波信号发生装置，它的基本结构是利用光源、电光调制器、光电探测器、电滤波器所构成的一个反馈回路，但光电振荡器系统存在的一个主要问题是信号高Q值与边模抑制之间的矛盾，为了得到低相位噪声的微波信号，一般通常采用长光纤腔的结构，但在长腔情况下，难以保证光电振荡器的单纵模输出。

[0003] 目前用于解决这一矛盾的方案主要有以下几类，一是采用多环路结构，多环路结构中的光电混合的多环路光电振荡器结构存在使用了多套光电转换装置，增加了系统的噪声和系统成本的问题；多环路结构中的光域耦合多环路结构的光电振荡器分为两种，一种是偏振双环路OEO，这一方案需要仔细的控制腔内两路光场的偏振态；一种是波长多环路OEO，这一方案需要多个波长不同的激光器和与波长对应的波分复用器，在一定程度上增加了系统的成本，多个激光器波长的抖动将会加剧输出信号的恶化；二是采用级联滤波模式，级联滤波模式中的回音廊滤波模式方案存在插入损耗过大、可调谐性差以及额外增加的腔损耗的问题，降低了谐振腔的Q值，使得输出信号的相位噪声恶化；采用在OEO谐振腔内嵌入一个环形滤波器或者F-P滤波器，此方案存在抑制边模效果有限的缺点；三是采用注入锁定，注入锁定DFB激光的方式抑制边模，存在输出信号的相位噪声急剧恶化的问题；直接外部微波信号注入光电振荡器，存在注入信号的相位噪声直接影响OEO输出信号的相位噪声使得其长腔失去了意义的问题，因此本实用新型提出一种低相位噪声光电振荡器，以解决现有技术中的不足之处。实用新型内容

[0004] 针对上述问题，本实用新型提出一种低相位噪声光电振荡器，本实用新型结构的光电振荡器只有同时满足内部第一环路决定的模式和第二环路决定的模式的信号才可以起振，其它的模式得到了良好的抑制，能够获得了单纵模输出，不仅可以更好的抑制边模，结合双平衡光电探测器可以抑制掉包括激光器相对强度噪声在内的环路共模噪声，保证输出信号的信号质量。

[0005] 本实用新型提出一种低相位噪声光电振荡器，包括相位调制器、偏振分束器、第一光放大器、第二光放大器和双平衡光电探测器，所述相位调制器通过第一偏振控制器和第二偏振控制器分别连接激光器和偏振分束器，所述激光器输出直流光信号经过第一偏振控制器进入相位调制器，所述相位调制器调制后的光信号经过第二偏振控制器入射到偏振分束器，调节所述第二偏振控制器使得光信号45度角进入偏振分束器，相位信号转换为两路功率相等的强度信号，所述第一光放大器和第二光放大器连接双平衡光电探测器，一路强度信号经过光纤、可调谐光延长线、第二光放大器进入双平衡光电探测器端口，另一路强度信号经过光纤、可调光衰减器、第一光放大器进入到双平衡光电探测器端口转换成电信号，再经过微波放大器、带通滤波器和电耦合器反馈，反馈后的电信号驱动相位调制器形成闭环振荡回路。

[0006] 进一步改进在于：所述光纤包括第一光纤和第二光纤，所述偏振分束器通过第一光纤和第二光纤分别连接可调谐光延长线和可调光衰减器。

[0007] 进一步改进在于：所述相位调制器为铌酸锂相位调制器。

[0008] 进一步改进在于：所述第一光放大器和第二光放大器均为半导体光放大器。

[0009] 进一步改进在于：所述第二光纤通过可调光衰减器连接第一光放大器。

[0010] 本实用新型的有益效果为：本实用新型结构的光电振荡器只有同时满足内部第一环路决定的模式和第二环路决定的模式的信号才可以起振，其它的模式得到了良好的抑制，能够获得了单纵模输出，通过调谐可调谐光延长线匹配第一环路和第二环路的腔长，能够选择带通滤波器带宽内所需的起振模式，通过相位调制器的使用减小了整个环路的损耗，增大了环路的Q值，保证了高质量信号的输出，通过调节可调光衰减器可以保证一环路和第二环路的光功率相等，不仅可以更好的抑制边模，结合双平衡光电探测器可以抑制掉包括激光器相对强度噪声在内的环路共模噪声，保证输出信号的信号质量，通过调节第一光放大器和第二光放大器的工作电流可以进一步抑制进入双平衡光电探测器的信号的功率波动，以保证高质量信号的输出。附图说明

[0011] 图1为本实用新型结构主视示意图。

[0012] 其中：1、相位调制器；2、偏振分束器；3、第一光放大器；4、第二光放大器；5、双平衡光电探测器；6、激光器；7、第一偏振控制器；8、第二偏振控制器；9、可调谐光延长线；10、可调光衰减器；11、微波放大器；12、带通滤波器；13、电耦合器；14、第一光纤；15、第二光纤。

具体实施方式

[0013] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

[0014] 根据图1所示，本实施例提出一种低相位噪声光电振荡器，包括相位调制器1、偏振分束器2、第一光放大器3、第二光放大器4、双平衡光电探测器5和激光器6，所述相位调制器1通过第一偏振控制器7和第二偏振控制器8分别连接激光器6和偏振分束器2，所述激光器6输出直流光信号经过第一偏振控制器7进入相位调制器1，所述相位调制器1调制后的光信号经过第二偏振控制器8入射到偏振分束器2，调节所述第二偏振控制器8使得光信号45度角进入偏振分束器2，相位信号转换为两路功率相等的强度信号，所述第一光放大器3和第二光放大器4连接双平衡光电探测器5，一路强度信号经过光纤、可调谐光延长线9、第二光放大器4进入双平衡光电探测器5端口，另一路强度信号经过光纤、可调光衰减器10、第一光放大器3进入到双平衡光电探测器5端口转换成电信号，再经过微波放大器11、带通滤波器
12和电耦合器13反馈，反馈后的电信号驱动相位调制器1形成闭环振荡回路。

[0015] 所述光纤包括第一光纤14和第二光纤15，所述偏振分束器2通过第一光纤14和第二光纤15分别连接可调谐光延长线9和可调光衰减器10。所述相位调制器1为铌酸锂相位调制器。所述第一光放大器3和第二光放大器4均为半导体光放大器。所述第二光纤15通过可调光衰减器10连接第一光放大器3。

[0016] 激光器6输出直流光信号经过第一偏振控制器7进入相位调制器1，被相位调制器1调制后的光信号经过第二偏振控制器8，入射到偏振分束器2，调节第二偏振控制器8使得光信号45度角进入偏振分束器2，这样相位信号转换为两路功率相等的强度信号，一路强度信号经过第一光纤14、可调谐光延长线9，第二光放大器4进入双平衡光电探测器5端口，另一路强度信号经过第二光纤15、可调光衰减器10、第一光放大器3进入到双平衡光电探测器5端口，由双平衡光电探测器5转换成电信号，再经过微波放大器11、带通滤波器12和电耦合器13反馈，反馈后的电信号驱动相位调制器1形成闭环振荡回路。

[0017] 本实用新型结构的光电振荡器只有同时满足内部第一环路决定的模式和第二环路决定的模式的信号才可以起振，其它的模式得到了良好的抑制，能够获得了单纵模输出，通过调谐可调谐光延长线9匹配第一环路和第二环路的腔长，能够选择带通滤波器12带宽内所需的起振模式，通过相位调制器1的使用减小了整个环路的损耗，增大了环路的Q值，保证了高质量信号的输出，通过调节可调光衰减器10可以保证一环路和第二环路的光功率相等，不仅可以更好的抑制边模，结合双平衡光电探测器5可以抑制掉包括激光器6相对强度噪声在内的环路共模噪声，保证输出信号的信号质量，通过调节第一光放大器3和第二光放大器4的工作电流可以进一步抑制进入双平衡光电探测器5的信号的功率波动，以保证高质量信号的输出。

[0018] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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