本發(fā)明涉及微波信號(hào)生成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種多環(huán)路光學(xué)微腔低相噪光電振蕩器。

背景技術(shù)：

光電振蕩器是一種近年來(lái)廣受關(guān)注的光生微波技術(shù)。光電振蕩器產(chǎn)生的高頻信號(hào)的性能與頻率無(wú)關(guān)，因此可產(chǎn)生高頻譜純度、高穩(wěn)定性和低相位噪聲的微波信號(hào)，同時(shí)具有可生成光信號(hào)和電信號(hào)的特點(diǎn)，在當(dāng)前軍事、通訊等領(lǐng)域中有著非常廣泛的應(yīng)用。

常見的光電振蕩器結(jié)構(gòu)有單環(huán)、雙環(huán)以及耦合型，然而對(duì)于單環(huán)光電振蕩器來(lái)說(shuō)，長(zhǎng)光纖易受外界因素影響以及易產(chǎn)生多模振蕩從而影響相位噪聲；雙環(huán)光電振蕩器的核心思想是利用兩個(gè)長(zhǎng)短相差較大的光纖環(huán)路，分別形成腔長(zhǎng)不同的反饋回路，雙環(huán)雖說(shuō)在邊摸抑制技術(shù)上有顯著效果，但是犧牲了環(huán)腔的高品質(zhì)因子且受濾波器的影響不易實(shí)現(xiàn)單模起振；耦合型光電振蕩器是在光纖激光回路與光電振蕩回路共享一個(gè)電光強(qiáng)度調(diào)制器，光纖回路中促使光纖激光器進(jìn)行主動(dòng)鎖模，使得光纖激光回路中的模式相位同相，但是光電振蕩回路和光纖激光回路都對(duì)振蕩條件有著苛刻的要求，任意一個(gè)回路的微小波動(dòng)都會(huì)破壞振蕩條件，從而降低系統(tǒng)長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定性。

隨著光電子學(xué)的發(fā)展，各種光電子器件性能的提高，光生微波技術(shù)必然邁向更高的頻率領(lǐng)域。解決環(huán)腔高品質(zhì)因子及實(shí)現(xiàn)單模起振，是高性能光電振蕩器發(fā)展的兩個(gè)決定性因素。性能的提高、尺寸的優(yōu)化和成本的降低是光電振蕩器走向?qū)嵱没谋厝悔厔?shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題提供一種多環(huán)路光學(xué)微腔低相噪光電振蕩器，該發(fā)明解決了環(huán)路多模起振以及有效降低了系統(tǒng)成本等問(wèn)題，同時(shí)利用封裝技術(shù)消除了外界因素對(duì)光學(xué)微腔的影響，提高了系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種多環(huán)路光學(xué)微腔低相噪光電振蕩器，包括高功率窄線寬激光光源、光路部分和電路部分，所述從窄線寬激光光源發(fā)射出的光沿光纖傳播方向依次經(jīng)過(guò)光路部分和電路部分，所述光路部分包括依次連接的電光強(qiáng)度調(diào)制器、保偏耦合器一、保偏耦合器二、光學(xué)微腔和PD陣列，所述的電路部分包括依次連接的電耦合器、第一級(jí)放大器、帶通濾波器、第二級(jí)放大器和10dB耦合器，所述的PD陣列將探測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)經(jīng)過(guò)電路部分的電耦合器耦合后進(jìn)行放大，所述的10dB耦合器的直通端連接光路部分的電光強(qiáng)度調(diào)制器，從而整個(gè)傳播線路構(gòu)成環(huán)路。

具體的，所述光路部分的光傳播全部通過(guò)保偏光纖連接傳輸。

具體的，所述的光學(xué)微腔封裝在玻璃管內(nèi)，玻璃管的兩端利用與光纖溫度伸縮系數(shù)相反的材料進(jìn)行封裝。

優(yōu)選的，所述的耦合器一采用分光比為99:1的保偏耦合器，1%的偏振光輸出，其余的光進(jìn)入保偏耦合器二中。

具體的，所述每個(gè)光學(xué)微腔組成一條光學(xué)微腔支路，為了保持環(huán)腔單個(gè)模式振蕩，至少有五條光學(xué)微腔支路，而每一條支路都連接一個(gè)PD探測(cè)。

要實(shí)現(xiàn)低相噪，要求光纖儲(chǔ)能時(shí)間要長(zhǎng)，長(zhǎng)光纖將會(huì)導(dǎo)致模式間隔變窄，對(duì)帶通濾波器的3dB帶寬要求就高，這樣才可以選出所需要的振蕩模式，這對(duì)微波帶通濾波器是很難實(shí)現(xiàn)的。為了實(shí)現(xiàn)環(huán)腔單模起振達(dá)到降低相位噪聲的目的，本發(fā)明利用光學(xué)微腔的高品質(zhì)因子代替長(zhǎng)光纖保證了儲(chǔ)能時(shí)間，通過(guò)多環(huán)路不同高品質(zhì)因子光學(xué)微腔的傳輸特性，在環(huán)腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)單模起振，消除多模起振附加的相位噪聲實(shí)現(xiàn)超低相噪。本發(fā)明環(huán)路采用體積小、品質(zhì)因子高的光學(xué)微腔作為光儲(chǔ)能介質(zhì)，有效降低了外界因素對(duì)環(huán)腔的影響，減小了系統(tǒng)體積；采用封裝技術(shù)進(jìn)一步消除外界因素對(duì)光學(xué)微腔的影響，保證系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定性；系統(tǒng)采用多環(huán)路結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)單模起振，降低相噪；光路部分全部采用保偏光纖避免在光纖傳輸過(guò)程中偏振態(tài)對(duì)模式漂移產(chǎn)生影響；為了避免光干涉對(duì)相噪的影響，系統(tǒng)采用PD陣列和電耦合器在電域方面進(jìn)行耦合，利用多環(huán)的游標(biāo)效應(yīng)可以達(dá)到很好的選模與穩(wěn)頻效果。本發(fā)明解決了環(huán)路多模起振以及有效降低了系統(tǒng)成本等問(wèn)題，同時(shí)利用封裝技術(shù)消除了外界因素對(duì)光學(xué)微腔的影響，提高了系統(tǒng)的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

1窄線寬激光光源 2電光強(qiáng)度調(diào)制器 3保偏耦合器一 4保偏光纖

5保偏耦合器二 6玻璃管 7光學(xué)微腔 8 PD陣列 9 電耦合器

10 第一級(jí)放大器 11帶通濾波器 12第二級(jí)放大器 13 10dB耦合器 。

具體實(shí)施方式

如圖所示為一種多環(huán)路光學(xué)微腔低相噪光電振蕩器的結(jié)構(gòu)示意圖，包括高功率窄線寬激光光源1、光路部分和電路部分，所述從窄線寬激光光源1發(fā)射出的光沿光纖傳播方向依次經(jīng)過(guò)光路部分和電路部分，所述光路部分包括依次連接的電光強(qiáng)度調(diào)制器2、保偏耦合器一3、保偏耦合器二5、光學(xué)微腔7和PD陣列8，所述的電路部分包括依次連接的電耦合器9、第一級(jí)放大器10、帶通濾波器11、第二級(jí)放大器12和10dB耦合器13，所述的PD陣列8將探測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)經(jīng)過(guò)電路部分的電耦合器9耦合后進(jìn)行放大，所述的10dB耦合器13的直通端連接光路部分的光電強(qiáng)度調(diào)制器2，從而整個(gè)傳播線路構(gòu)成環(huán)路。

所述光路部分的光傳播通過(guò)保偏光纖4連接。所述的光學(xué)微腔7封裝在玻璃管6內(nèi)，玻璃管6的兩端利用與光纖溫度伸縮系數(shù)相反的材料進(jìn)行封裝。所述的保偏耦合器一3采用分光比為99:1的保偏耦合器，1%的偏振光輸出，其余的光進(jìn)入保偏耦合器二5中，環(huán)路中利用高品質(zhì)因子的光學(xué)微腔作為儲(chǔ)能介質(zhì)。所述每個(gè)光學(xué)微腔7組成一條光學(xué)微腔支路，至少有五條光學(xué)微腔支路，而每一條支路都連接一個(gè)PD探測(cè)。PD陣列8將探測(cè)到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)經(jīng)過(guò)電耦合器9耦合后進(jìn)行第一級(jí)放大，通過(guò)帶通濾波器11濾除所需的微波頻率經(jīng)第二級(jí)放大器12進(jìn)一步放大，環(huán)路增益大于環(huán)路損耗增益時(shí)，即滿足環(huán)路起振條件，在10dB耦合器13的耦合端就會(huì)有10dBm強(qiáng)度的微波信號(hào)輸出。

最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。