雙長環結構無濾波器寬帶可調諧光電振蕩器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種雙長環結構無濾波器寬帶可調諧光電振蕩器。主要解決了無法采用現有光學/電學濾波器在保證信號單模輸出的同時，實現光電振蕩器的大范圍頻率調諧的問題。所述的激光器(1)通過偏振控制器(2)連接強度調制器(3)，強度調制器(3)通過長光纖(4)連接光學耦合器(5)，光學耦合器(5)通過光纖與可調延遲線7兩路分別連接一個光電探測器(6)，兩個光電探測器6通過電學合成器(8)合并為一路連接在功率放大器輸入端，功率放大器輸出端與強度調制器分別連接在功分器上。具有調諧方法簡單，具有快速頻率調諧的潛力。
【專利說明】
雙長環結構無濾波器寬帶可調諧光電振蕩器
技術領域
[0001] 本發明涉及通信、雷達、電子對抗等領域，具體是一種雙長環結構無濾波器寬帶可 調諧光電振蕩器。
【背景技術】
[0002] 目前光電振蕩器存在的一大難題是在使用長達千米量級的長光纖反饋回路降低 輸出信號噪聲的同時，隨之產生了頻率間隔在200kHz以下的一系列振蕩模式，無法采用現 有的光學/電學濾波器濾除其他振蕩模式，實現光電振蕩器的單模信號輸出。即使在使用長 短光纖的雙環路結構中，模式間隔仍在20MHz以下，也無法采用現有光學、電學濾波器在保 證信號單模輸出的同時，實現光電振蕩器的大范圍頻率調諧。
【發明內容】
[0003] 為解決【背景技術】中存在的問題，本發明提出了一種通過采用雙長環結構代替長短 環反饋回路的結構，無需采用光學、電學濾波器，實現在大頻率調諧范圍內的單模輸出的雙 長環結構無濾波器寬帶可調諧光電振蕩器。
[0004] 技術方案:一種雙長環結構無濾波器寬帶可調諧光電振蕩器，包括激光器、偏振控 制器、強度調制器、長光纖、光學耦合器、光電探測器、可調延遲線、電學合成器、功率放大 器、功分器，所述的激光器通過偏振控制器連接強度調制器，強度調制器通過長光纖連接光 學耦合器，光學耦合器通過光纖與可調延遲線兩路分別連接一個光電探測器，兩個光電探 測器通過電學合成器合并為一路連接在功率放大器輸入端，功率放大器輸出端與強度調制 器分別連接在功分器上。
[0005] 有益效果:通過采用本發明的技術方案，采用雙長環反饋回路結構，具有固有的大 振蕩模式間隔的優勢，系統中不需要任何光學、電學濾波器就可以實現單模振蕩，并且可以 在幾十吉赫茲的范圍內實現頻率調諧，且調諧方法簡單，具有快速頻率調諧的潛力，可在高 達幾十吉赫茲的范圍內實現低相噪的頻率可調諧單模信號輸出。
【附圖說明】
[0006] 圖1為本發明構造不意圖。
[0007] 圖中，1-激光器，2-偏振控制器，3-強度調制器，4-長光纖，5-光學耦合器，6-光電 探測器，7-可調延遲線，8-電學合成器，9-功率放大器，10-功分器。
【具體實施方式】
[0008] 下面結合附圖對本發明做進一步說明。
[0009] 由圖1所示的一種雙長環結構無濾波器寬帶可調諧光電振蕩器，包括激光器1、偏 振控制器2、強度調制器3、長光纖4、光學耦合器5、光電探測器6、可調延遲線7、電學合成器 8、功率放大器9、功分器10,所述的激光器1通過偏振控制器2連接強度調制器3,強度調制器 3通過長光纖4連接光學耦合器5,光學耦合器5通過光纖與可調延遲線7兩路分別連接一個 光電探測器6,兩個光電探測器6通過電學合成器8合并為一路連接在功率放大器9輸入端， 功率放大器9輸出端與強度調制器3分別連接在功分器10上。
[0010] 具體的，激光器1中發出的連續光通過偏振控制器2注入到強度調制器3中，調制后 的光信號經過一段長度在千米量級的長光纖后在光學耦合器5中平均分成兩路。上路中的 光信號直接在高速光電探測器6上轉換為電信號，下路中的光信號先經過光學可調延時線7 進行適當延時后再在高速探測器6上轉換為電信號。上下兩路電信號在電學合成器8中合成 后并在功率放大器9中進行信號放大，最后放大后的電信號一部分輸出，一部分反饋回強度 調制器3,整個光電振蕩器系統的起振由系統中的噪聲引起，并形成功率穩定的振蕩模式。 在該雙長環結構光電振蕩器中，強度調制器3、長光纖4、功率放大器9與光電探測器6構成第 一個反饋回路，與光學延時線7和光電探測器6構成第二個反饋回路。在光學延時線7延遲時 間為Ops時，兩個反饋回路的物理長度在毫米量級。由于該雙長環反饋回路結構的光電振蕩 器中的雙長環路長度差很小，導致在理想情況下的振蕩模式間隔很大，可以達到幾十吉赫 茲以上，并且可以通過調節光學延時線7的延時量實現振蕩模式間隔的調諧。通過適當選取 該系統中各元件的帶寬，可以保證該系統在很大頻率范圍內實現單模振蕩。例如，該系統中 的各元件的最小帶寬為DC-B，則可以實現在B/2至B范圍的可調諧單模輸出。
[0011] 在第一個反饋回路中，振蕩模式的頻率需要滿足：
[0012]
⑴
[0013] 其中τι是第一個反饋回路的總時間延遲，在第二個反饋回路中，振蕩模式的頻率 需要滿足：
[0014]
⑵
[0015] 其中τ2是第二個反饋回路的總時間延遲，Δτ是第二個反饋回路與第一個反饋回 路之間的時間延遲差，其可以通過對第二個反饋回路中的可調延遲線的延遲量的調諧而改 變。
[0016] 雙環路光電振蕩器的振蕩頻率由兩個長環路的振蕩條件共同決定，也就是振蕩頻 率需要同時滿足
[0017]
⑶
[0018] 由式(3)可以得到雙長環路光電振蕩器中振蕩微波信號的頻率f。％與兩個長環路 的延遲時間差Α τ之間的關系為
[0019]
⑷
[0020] 從式(4)中可以看出，為了產生頻率為f。％的微波信號，兩個長環路的延遲時間差 Α τ應該設置為(k2-ki)/f〇sc；。
[0021] 另外，當兩個長環路延遲時間差設置為Δτ時，將存在一系列的振蕩模式，最小振 蕩頻率為fmin= 1/ Δ τ，此時k2_lu = 1。其他振蕩模式的頻率為最小振蕩頻率fmi^整數倍，恰 當地選擇雙長環結構光電振蕩器中光電探測器的帶寬B，可以通過調諧第二個反饋回路中 可調延遲線的延遲時間產生調諧范圍為B/2至B的單頻微波信號。
[0022] 盡管上面已經示出和描述了本發明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例 性的，不能理解為對本發明的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本發明的原理和宗旨 的情況下在本發明的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1. 一種雙長環結構無濾波器寬帶可調諧光電振蕩器，包括激光器（1)、偏振控制器(2)、 強度調制器(3)、長光纖(4)、光學耦合器(5)、光電探測器(6)、可調延遲線（7)、電學合成器 (8)、功率放大器(9)、功分器（10)，其特征在于:所述的激光器（1)通過偏振控制器(2)連接 強度調制器(3)，強度調制器(3)通過長光纖(4)連接光學耦合器(5)，光學耦合器(5)通過光 纖與可調延遲線（7)兩路分別連接一個光電探測器(6)，兩個光電探測器(6)通過電學合成 器(8)合并為一路連接在功率放大器(9)輸入端，功率放大器(9)輸出端與強度調制器(3)分 別連接在功分器(10)上。
【文檔編號】H01S1/02GK105896236SQ201610503311
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月30日
【發明人】張勇, 沈志強, 曹力, 趙遠, 丁子瑜
【申請人】哈爾濱工業大學