[发明专利]具有运行于选定调制边带上的光学谐振滤波器的可调谐光电振荡器

说明书

优先权声明及涉及相关申请的交叉引用

本专利要求申请号为61/616345、主题为“基于调相器和光学微谐振器的可调谐光电振荡器”并于2012年3月27日提出的美国临时专利的优先权，通过引用将该专利全文并入本文。

技术领域

本专利文献涉及一种基于应用在诸如光学、射频(RF)以及微波等多种领域的光学及光电子设备的振荡器。

背景技术

光学设备可用于操纵或控制所应用中的光信号不在光频段内的光线。举例来说，通过使用电子及光学器件构成光电振荡器(OEOs，Opto-Electronic Oscillators)，将用于生成射频信号及微波频率信号的射频振荡器和微波振荡器构造成“混合”装置。具体实例参见专利号分别为5,723,865、5,777,778、5,929,430和6,567,436的美国专利。这种光电振荡器包括可电控的光学调制器以及至少一个包括由光电探测器连接起来的光学部件和电气部件的主动式光电反馈回路。该光电反馈回路的光学部件接收来自于光学调制器的已调制的光输出，而光电探测器将光学器件中的光线转换成电气部件中的电信号。在此之后，使用该电信号生成用于控制光学调制器的调制控制信号。举例来说，该反馈回路在其光学部件中生成预期的长时延迟，以便抑制相位噪声，并将经过转换的电信号同相地反馈给光学调制器，以便在主动式光电回路的回路总增益超过总损耗时形成并维持射频或微波频率形式的光学调制和电振荡。由此生成的振荡信号的频率是可调谐的，并且同由其它射频及微波振荡器生成的信号相比，具有狭窄的光谱线宽以及低相位噪声。

发明内容

光电振荡器(OEOs，opto-electronic oscillators)包括光学谐振滤波器，用于阻挡激光器载波频率的强激光进入光学谐振滤波器，并从弱调制边带中选出一个与该光学谐振滤波器谐振的将被耦合入该光学谐振滤波器的调制边带。激光器载波频率的激光以及在其它调制边带上的激光绕开所述光学谐振滤波器到达快速光电探测器。在此之后，光学谐振滤波器中选定调制边带内的激光经耦合后输出，并在快速光电探测器上与激光器载波频率的激光以及其它调制边带上的激光混合，以生成作为光电反馈回路电气部件输入的探测器输出，进而生成光电振荡器振荡。

附图说明

图1为光电振荡器(OEO)装置的两个具体实例的示意图；

图2为图1所示装置中的一个信号光谱实例的示意图；

图3为基于光电式耳语回廊模式微谐振器的光电振荡器装置的另一具体实例的示意图；

图4为具有锁相回路的光电振荡器装置实例的示意图；

图5为作为可调谐光学滤波器使用的可调谐光电式耳语回廊模式微谐振器的示意图；

图6为基于自注入锁定的可调谐激光器实例的示意图；

图7～10为光电振荡器装置实例的测量示意图。

具体实施方式

此处描述的光电振荡器(OEO)装置使用诸如光相位调制器的光学调制器调制来自激光器的激光器载波频率的连续波(CW)激光束。这种光学调制产生了频率不同于激光器载波频率的光学调制边带。作为光学调制的结果，经调制的激光包括激光器载波频率的强激光以及光学调制边带上的弱激光。各类光电振荡器装置均可被设计为包括位于光电回路中的光学谐振器的光电振荡器装置。在该光回路中，激光器载波频率的强激光与用于光电振荡的光学谐振器之间产生谐振，并被直接耦合于该光学谐振器中。专利号为6,567,436、主题为“具有光学谐振器的光电振荡器”的美国专利披露了关于上述光学振荡器装置的一些实例。该美国专利已被引用，以作为本文的一部分。本文中介绍的光电振荡器装置使用光学谐振滤波器阻挡激光器载波频率的强激光进入光学谐振滤波器，并从弱调制边带中选出一个与光学谐振滤波器谐振的将被耦合入光学谐振滤波器的调制边带。激光器载波频率的激光以及其它调制边带上的激光被引导绕过光学谐振滤波器到达快速光电探测器。之后，光学谐振滤波器中选定调制边带内的激光经耦合后输出，并在快速光电探测器中与激光器载波频率的激光以及其它调制边带上的激光混合，以生成作为光电回路电气部件输入的探测器输出，进而生成光电振荡器振荡。