[发明专利]光电混合振荡锁相环

摘要

一种光电混合振荡锁相环，构成包括信号光光源、本振激光光源、振荡信号源、2×4 90°自由空间光学桥接器、第一平衡探测器、第二平衡探测器、第一混频器、第二混频器、第三混频器、第一加法器、第二加法器、功率探测器、带通滤波器、低通滤波器、压控振荡器、第一相移器、第二相移器和信号接收器。本发明将光电进行分离，光与光混合、电与电混合，在电域中，引入振荡信号进行锁相。这不仅降低了对本振激光光源的要求，实现快速锁定，而且免受数据通道与锁相通道之间的串扰的影响，无需残余载波的传输。这对于未来自由空间相干光通信具有非常重要的意义。

主权项

一种光电混合振荡锁相环，特征在于其构成包括信号光光源(1)、本振激光光源(2)、2×4 90°自由空间光学桥接器(3)、第一平衡探测器(4)、第二平衡探测器(5)、第一混频器(6)、第二混频器(7)、第一加法器(8)、功率探测器(9)、信号接收器(10)、带通滤波器(11)、第一相移器(12)、第三混频器(13)、第二相移器(14)、低通滤波器(15)、振荡信号源(16)、第二加法器(17)和压控振荡器(18)；所述的信号光光源(1)的输出端与所述的2×4 90°自由空间光学桥接器(3)的第一输入端相连，所述的本振激光光源(2)的输出端与所述的2×4 90°自由空间光学桥接器(3)的第二输入端相连，所述的2×4 90°自由空间光学桥接器(3)的第一输出端和第二输出端分别与所述的第一平衡探测器(4)的第一输入端和第二输入端相连，第三输出端和第四输出端分别与所述的第二平衡探测器(5)的第一输入端和第二输入端相连，所述的第一平衡探测器(4)的输出端与所述的第一混频器(6)的第一输入端相连，所述的第二平衡探测器(5)的输出端与所述的第二混频器(7)的第一输入端相连，所述的第一混频器(6)的输出端与所述的第二混频器(7)的输出端分别与所述的第一加法器(8)的第一输入端和第二输入端相连，所述的第一加法器(8)的输出端分别与所述的功率探测器(9)的输入端与所述的信号接收器(10)的输入端相连，该功率探测器(9)输出端与所述的带通滤波器(11)的输入端相连，所述的带通滤波器(11)的输出端与所述的第三混频器(13)的第一输入端相连，所述的第三混频器(13)的输出端与所述的低通滤波器(15)的输入端相连，所述的低通滤波器(15)的输出端与所述的第二加法器(17)的输入端相连，所述的振荡信号源(16)的第一输出端和第二输出端分别与所述的第二相移器(14)的输入端与所述的第二加法器(17)的第二输入端相连，所述的第二相移器(14)的输出端与所述的第三混频器(13)的第二输入端相连，所述的第二加法器(17)的输出端与所述的压控振荡器(18)相连，所述的压控振荡器(18)的第一输出端和第二输出端分别与所述的第一混频器(6)的第二输入端与所述的第一相移器(12)的输入端相连，所述的第一相移器(12)的输出端与所述的第二混频器(7)的第二输入端相连；所述的信号光光源(1)产生的信号光与所述的本振激光光源(2)产生的本振光通过所述的2×4 90°自由空间光学桥接器(3)进行混合，所述的2×4 90°自由空间光学桥接器(3)输出四路信号，相位分别相差90°，即0°，90°，180°和270°，其中，0°和180°为同相信号I，90°和270°为正交相信号Q，用所述的第一平衡探测器(4)探测得出I路电信号，用所述的第二平衡探测器(5)探测得到Q路信号，再将所述的压控振荡器(18)输出的电信号与I路电信号通过所述的第一混频器(6)经行混频，并将所述的压控振荡器(18)输出的电信号通过所述的第一相移器(12)相移后与Q路信号通过所述的第二混频器(7)进行混频，两路混频信号经过所述的第一加法器(8)得到的信号，用所述的信号接收器(10)进行接收；与此同时，该信号通过所述的功率探测器(9)后传递给所述的带通滤波器(11)进行滤波，滤波后的信号与所述的振荡信号源(16)发出的经过所述的第二相移器(14)移相后的信号在所述的第三混频器(13)进行混频，该混频后的信号通过所述的低通滤波器(15)后与所述的振荡信号源(16)发出的信号在所述的第二加法器(17)相加后反馈给所述的压控振荡器(18)，来控制压控振荡器输出信号的频率，最终实现相位锁定。