基于光濾波技術(shù)的光電振蕩器的研究.pdf

1、高質(zhì)量的微波信號源是所有微波領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ),優(yōu)質(zhì)的微波信號在民用通信、儀器測量、航空航天、雷達(dá)、電子對抗等諸多方面都有著廣泛的應(yīng)用。微波光子學(xué)作為一門新興的學(xué)科,是微波技術(shù)和光子技術(shù)相互融合的產(chǎn)物,滿足了微波信號在光纖中傳輸?shù)葢?yīng)用的需求。在光子領(lǐng)域,光生微波信號技術(shù)可以避開較為復(fù)雜的半導(dǎo)體工藝,光電振蕩器(Optoelectronic Oscillator, OEO)就充分利用了光纖技術(shù)的優(yōu)點(diǎn),它能同時(shí)輸出具有可調(diào)諧性的光、電信號且其相

2、位噪聲與振蕩頻率無關(guān)。作為一種新型的微波信號發(fā)生裝置,光電振蕩器能夠產(chǎn)生頻率從幾MHz到上百GHz、Q(quality)值高達(dá)1010、低相位噪聲的高品質(zhì)信號。
　　本文研究主要側(cè)重于利用光濾波技術(shù)改良現(xiàn)有的光電振蕩器的系統(tǒng)。首先從理論上分析得出了基本結(jié)構(gòu)下單環(huán)路及雙環(huán)路光電振蕩器起振的閾值條件,并研究了信號的振幅大小、起振頻率、需要滿足的相位條件以及系統(tǒng)的噪聲。
　　將具有高 Q值濾波特性的法布里-珀羅(Fabry-Per

3、ot, F-P)標(biāo)準(zhǔn)具及光纖耦合器構(gòu)成的微環(huán)結(jié)構(gòu)等光學(xué)濾波手段巧妙地運(yùn)用到光電振蕩器系統(tǒng)中,可以把光纖延長線長度縮短至10米以下,同時(shí)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)濾波選頻的功能。本文對基于光濾波器F-P標(biāo)準(zhǔn)具的單環(huán)路光電振蕩器的振幅及頻率進(jìn)行了詳細(xì)的分析和仿真計(jì)算。這種結(jié)構(gòu)下的光電振蕩器要求F-P標(biāo)準(zhǔn)具的反射率高,因此光路損耗較大,對放大器增益的要求也隨之提高。本文在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,將環(huán)路增至兩條,利用雙環(huán)路選頻的作用,可以降低標(biāo)準(zhǔn)具的鍍膜層

4、的反射率,并進(jìn)一步縮短所使用光纖延遲線的長度,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的輸出。
　　論文最后一部分完成了幾種典型光電振蕩器的實(shí)驗(yàn)研究:(1)搭建了基本結(jié)構(gòu)的光電振蕩器的實(shí)驗(yàn)平臺,使用陶瓷電濾波器實(shí)現(xiàn)頻率為10 MHz以下的光電振蕩器;(2)利用中心頻率為90 MHz濾波器搭建光電振蕩器系統(tǒng);(3)由梳狀濾波原理,在現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件的支撐下,采用耦合器構(gòu)成微環(huán)代替F-P標(biāo)準(zhǔn)具構(gòu)成光學(xué)濾波器,并運(yùn)用到光電振蕩器系統(tǒng)中,產(chǎn)生8.80 GHz的振蕩信號,其主