高Q微腔光電振蕩器的延時效應(yīng)及溫度性能研究.pdf

1、隨著微波技術(shù)的進一步發(fā)展，高頻微波成為研究和發(fā)展的一個主要趨勢，它在通信、雷達、制導等方面都有著非常重要的地位。而作為高頻微波源典型應(yīng)用的光電振蕩器能夠產(chǎn)生高頻率(從幾GHz到幾百GHz)、高Q值(1010)、低相位噪聲的高品質(zhì)信號，而且具有可調(diào)諧性和光、電兩種輸出，因而成為高頻微波技術(shù)研究的新熱點。受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。
　　本文首先對基于高Q微環(huán)腔光電振蕩器的結(jié)構(gòu)進行了介紹，并對該基于高Q微環(huán)腔光電振蕩器系統(tǒng)的核心單元—

2、—光纖環(huán)形諧振腔進行了理論研究。隨后對該光電振蕩器的起振條件(閾值條件和相位條件)、頻譜和相位噪聲等方面進行了具體的分析。最后，通過分析溫度對光纖及濾波器等光電振蕩器環(huán)路中的溫度敏感單元的作用，詳細地介紹了溫度對光電振蕩器的調(diào)節(jié)機理。
　　通過對光電振蕩器系統(tǒng)的理論研究和詳細分析，本文首先對傳統(tǒng)長光纖系統(tǒng)的延時效應(yīng)進行了研究，并且用高Q光纖微環(huán)腔代替長光纖作為振蕩回路中的延時儲能單元，研究了系統(tǒng)的延時效應(yīng)，并且得出光纖環(huán)腔Q值與O

3、EO系統(tǒng)Q值，系統(tǒng)延時的關(guān)系，使用光纖環(huán)腔作為光電振蕩器的延時器件，在取得相同延時作用的條件下，對系統(tǒng)體積進行了很好的優(yōu)化，從而也就為光電振蕩器的實用化和集成化研究提供了一種新的可行性方案。通過頻譜分析儀上相位噪聲測試模塊測試中心頻率2.01GHz處相位噪聲為-57.7dBc/Hz@10kHz。為了改善相位噪聲，我們加入鎖頻電路模塊優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過反饋調(diào)節(jié)鎖定激光器的輸出光頻率，使光子在通過諧振腔時始終處于諧振狀態(tài)，在鎖頻電路作用前后

4、OEO系統(tǒng)中心頻率為10.4GHz處相位噪聲分別為-71.34dBc@10kHz和-91.35dBc@10kHz。相位噪聲降低約20 dBc。
　　最后，對該系統(tǒng)的溫度效應(yīng)進行了比較詳細的分析。通過加入溫控模塊，將光纖環(huán)腔置于溫控系統(tǒng)中，在30℃條件下OEO在20分鐘內(nèi)該高Q微環(huán)腔OEO的頻率偏移為-0.35 ppm。具有比較好的短期頻率穩(wěn)定性。同時，通過調(diào)節(jié)溫度從20-50℃，中心頻率偏移2.24MHz。說明通過調(diào)節(jié)溫度該系統(tǒng)具