[发明专利]基于强度调制的边带实现宇称-时间对称的光电振荡器

说明书

本发明提供一种基于强度调制的边带实现宇称‑时间对称的光电振荡器，包括：激光器及与其依序连接的电光强度调制器、用于储存能量的长光纤、光电探测器、电放大器、电滤波器以及电功率分束器；本发明可以提供一种高质量微波信号源，该信号源能以电的形式稳定输出低相位噪声且高边模抑制比的微波信号，此外具有结构简单、无相位匹配和偏振相关问题，以及系统稳定性高的优点。

技术领域

本发明属于光电子技术领域，具体涉及一种基于强度调制的边带实现宇称-时间对称的光电振荡器。

背景技术

光电振荡器采用光电反馈环路技术，能够产生高频且低相位噪声的微波信号，已经广泛被应用于现代雷达技术、航空航天工程、频率测量以及光纤无线电技术等领域中。为了获取超低相位噪声的微波信号，需要在光电振荡器中构建一个高Q值的光电反馈环路，一个有效的实现方案是使用长光纤来构建一个长环路。但是，长环路会导致光电振荡器产生的微波信号具有密集的纵模间隔，需要极窄带的电滤波器才能产生单纵模振荡的微波信号。高频率、极窄带宽且高Q值的电滤波器由于电子瓶颈的影响难以实现，因此，寻求一种新型且稳定的选模机制成为光电振荡器需要攻克的难点。近年来，宇称-时间对称原理被用作为光电振荡器的一种新颖的模式选择机制，即使光电振荡器中有一个长环路且不使用极窄带宽的电滤波器或者光滤波器，通过让光电振荡器满足对称破缺条件，仍能够产生单纵模振荡的微波信号，故利用新型的、易操作的宇称-时间对称系统在破缺状态下的选模机制对传统光电振荡器进行改造有着重要的研究价值和应用价值。中国发明专利“基于宇称-时间对称原理的光电振荡器”，其结构为基于双偏振的空间双环结构的宇称-时间对称光电振荡器。中国发明专利“一种基于宇称-时间对称原理的光电振荡器、光纤系统以及集成光电系统”，其结构为基于双波长激光器的空间单环结构的宇称-时间对称光电振荡器。上述两个专利中提及的光电振荡器面临双环或者双波长的复杂系统干扰问题，偏振相关问题，使其系统抗干扰能力弱，此外，这些系统体积大，结构复杂。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种基于强度调制的边带实现宇称-时间对称的光电振荡器，具有空间单环的结构，结构中使用电光强度调制器且不需要调节系统的光偏振态，不会面临偏振相关问题，抗干扰能力强，能够稳定产生高纯度、低相位噪声的高频率微波信号。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

基于强度调制的边带实现宇称-时间对称的光电振荡器，包括：

—激光器，用于产生波长为λ的激光，激光器的输出端为保偏光纤，激光器输出的线偏振激光的偏振方向与保偏光纤的慢轴保持一致；

—电光强度调制器，电光强度调制器具有一个光信号输入端口，一个光信号输出端口，一个微波信号输入端口以及一个电压输入端；电光强度调制器的光信号输入端口与激光器输出端的保偏光纤连接，通过该保偏光纤的慢轴将所激光器输出的线偏振激光耦合进电光强度调制器的非寻常光轴；

电光强度调制器，用于接收光载波和将该光电振荡器产生的微波信号调制到光载波上，以产生具有多阶调制边带的光信号；

—电压源，输出稳定可调直流偏压，与电光强度调制器的电压输入端口相连；

—长光纤，其输入端与电光强度调制器的光信号输出端口连接；

—光电探测器，其输入端与长光纤的输出端连接；

—电放大器，用于使得环路内光电信号增益大于损耗得以起振，其输入端与光电探测器的输出端连接；

—电滤波器，用于控制产生微波信号的频率范围，其输入端与电放大器的输出端连接；

—电功率分束器，具有一个输入端口、两个微波信号输出端口，电功率分束器的输入端口与电滤波器的输出端连接，电功率分束器的一个微波信号输出端口与电光强度调制器的微波信号输入端口连接。