[发明专利]光电振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及振荡器领域，特别地，涉及一种光电振荡器。

背景技术

光电振荡器(Opto-electronic Oscillator,OEO)是一种结合微波与光子技术的新型振荡器，因其在微波、毫米波频段具有极低相噪而受到较高的关注，能广泛应用于雷达、电子战、精确测量等领域。与传统微波振荡器相比较，OEO具有以下优点：1、具有极低相噪，且相噪不随振荡频率的提高而显著增大，是微波与毫米波、甚至太赫兹波低相噪信号源的重要候选；2、能够为信息系统提供电、光两种输入方式，可应用于各种电子系统以及光通信、微波光子学系统；3、OEO不仅能够产生振荡信号，而且能够实现锁相、倍频等信号处理功能以及一些传感、测量等功能，应用广泛。综上所述，OEO具有一些传统振荡器无法媲美的特性，是产生极低相噪微波、毫米波振荡器的重要候选之一，具有较高的实用价值。

OEO的实用化当前主要面临两大问题：其一，要实现OEO的低相噪必须要采用长光纤卷作为延时，而随着光纤的长度增加，模式间隔会随着缩小(对于10GHz振荡频率OEO而言，1km光纤对应200kHz的模式间隔)，在微波频段无法用窄带滤波器；其二，组成OEO的电光调制器、光纤卷、微波放大器等均为环境敏感器件，外界环境因素的波动会造成振荡频率的漂移。故亟需设计一种实现低相噪的同时克服“多模并存”与“环境敏感”问题的解决方法，以保证振荡信号的单模低相噪稳定输出。

发明内容

本发明提供了一种光电振荡器，以解决现有的光电振荡器存在低相噪单模输出难以实现及因环境干扰导致的振荡频率偏移的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种光电振荡器，包括用于输出光载波的激光器，激光器连接用于构成光电混合谐振腔的光电循环回路，

光电振荡器还包括用于注入锁定信号至光电循环回路以实现边模抑制的注入锁相模块及用于导频控制以补偿光电循环回路的延时波动的稳定控制模块。

进一步地，注入锁相模块包括用于生成注入信号的第一信号源及用于调节注入信号的信号功率的可调衰减器，可调衰减器的输出端耦合至光电循环回路。

进一步地，光电循环回路包括：依次连接的电光调制器、光纤卷、光电探测器、微波放大器、压控移相器、窄带滤波器，窄带滤波器的输出端连接电光调制器的电输入端；

激光器发送的光载波经电光调制器后通过光纤卷进行延时，延时后的光信号通过光电探测器还原成电信号，电信号经过微波放大器放大后再通过压控移相器进行相位调节，压控移相器根据稳定控制模块输出信号进行相位调节，经相位调节后的电信号再经窄带滤波器滤波后反馈给电光调制器进入下一次循环；

可调衰减器的输出端耦合至窄带滤波器与电光调制器的电输入端的连接通道上。

进一步地，稳定控制模块包括用于生成导频参考源的第二信号源、移相器、混频器、低通滤波器及基带信号处理模块，

第二信号源输出的信号分为两路，一路通过移相器移相后输出给混频器，另一路通过电光调制器进入光电循环回路，并经微波放大器输出至混频器；

混频器的输出端连接低通滤波器，低通滤波器连接基带信号处理模块，基带信号处理模块生成压控信号给压控移相器的电压输入端，以补偿光电循环回路的延时波动。

进一步地，移相器对第二信号源输出的信号移相的角度为90度。

进一步地，第一信号源采用介质振荡器，第二信号源采用晶振源。

本发明具有以下有益效果：

本发明光电振荡器，结合注入锁相与导频控制技术，通过设置注入锁相模块，通过注入锁定信号至光电循环回路实现边模抑制，保证光电振荡器单模稳定输出，通过设置稳定控制模块，以提取光电循环回路各器件的延时波动并进行相应的延时波动补偿，以达到稳定振荡频率的目的，从而实现了光电振荡器的低相噪单模稳定输出，且由于导频控制与注入锁定信号锁定的循环振荡在不同频段进行，避免了相互干扰，有效地避免了控制电路噪声对振荡信号的寄生效应，不仅如此，采用导频技术来实现OEO的稳定性控制，还可克服传统锁相控制中参考源对振荡信号近载频相噪的制约，保证OEO全频段低相噪性能的实现。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：