光電振蕩器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及振蕩器領域，特別地，涉及一種光電振蕩器。
【背景技術】
[0002] 光電振蕩器（Opto-electronic Oscillator, OEO)是一種結合微波與光子技術的 新型振蕩器，因其在微波、毫米波頻段具有極低相噪而受到較高的關注，能廣泛應用于雷 達、電子戰(zhàn)、精確測量等領域。與傳統(tǒng)微波振蕩器相比較，0E0具有以下優(yōu)點：1、具有極低相 噪，且相噪不隨振蕩頻率的提高而顯著增大，是微波與毫米波、甚至太赫茲波低相噪信號源 的重要候選；2、能夠為信息系統(tǒng)提供電、光兩種輸入方式，可應用于各種電子系統(tǒng)以及光通 信、微波光子學系統(tǒng)；3、0E0不僅能夠產生振蕩信號，而且能夠實現鎖相、倍頻等信號處理 功能以及一些傳感、測量等功能，應用廣泛。綜上所述，0E0具有一些傳統(tǒng)振蕩器無法媲美 的特性，是產生極低相噪微波、毫米波振蕩器的重要候選之一，具有較高的實用價值。
[0003] 0E0的實用化當前主要面臨兩大問題：其一，要實現0E0的低相噪必須要采用長光 纖卷作為延時，而隨著光纖的長度增加，模式間隔會隨著縮?。▽τ?0GHz振蕩頻率0E0而 言，lkm光纖對應200kHz的模式間隔），在微波頻段無法用窄帶濾波器；其二，組成0E0的電 光調制器、光纖卷、微波放大器等均為環(huán)境敏感器件，外界環(huán)境因素的波動會造成振蕩頻率 的漂移。故亟需設計一種實現低相噪的同時克服"多模并存"與"環(huán)境敏感"問題的解決方 法，以保證振蕩信號的單模低相噪穩(wěn)定輸出。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型提供了一種光電振蕩器，以解決現有的光電振蕩器存在低相噪單模輸 出難以實現及因環(huán)境干擾導致的振蕩頻率偏移的技術問題。
[0005] 本實用新型采用的技術方案如下：
[0006] 一種光電振蕩器，包括用于輸出光載波的激光器，激光器連接用于構成光電混合 諧振腔的光電循環(huán)回路，
[0007] 光電振蕩器還包括用于注入鎖定信號至光電循環(huán)回路以實現邊模抑制的注入鎖 相模塊及用于導頻控制以補償光電循環(huán)回路的延時波動的穩(wěn)定控制模塊。
[0008] 進一步地，注入鎖相模塊包括用于生成注入信號的第一信號源及用于調節(jié)注入信 號的信號功率的可調衰減器，可調衰減器的輸出端耦合至光電循環(huán)回路。
[0009] 進一步地，光電循環(huán)回路包括：依次連接的電光調制器、光纖卷、光電探測器、微波 放大器、壓控移相器、窄帶濾波器，窄帶濾波器的輸出端連接電光調制器的電輸入端；
[0010] 激光器發(fā)送的光載波經電光調制器后通過光纖卷進行延時，延時后的光信號通過 光電探測器還原成電信號，電信號經過微波放大器放大后再通過壓控移相器進行相位調 節(jié)，壓控移相器根據穩(wěn)定控制模塊輸出信號進行相位調節(jié)，經相位調節(jié)后的電信號再經窄 帶濾波器濾波后反饋給電光調制器進入下一次循環(huán)；
[0011] 可調衰減器的輸出端耦合至窄帶濾波器與電光調制器的電輸入端的連接通道上。
[0012] 進一步地，穩(wěn)定控制模塊包括用于生成導頻參考源的第二信號源、移相器、混頻 器、低通濾波器及基帶信號處理模塊，
[0013] 第二信號源輸出的信號分為兩路，一路通過移相器移相后輸出給混頻器，另一路 通過電光調制器進入光電循環(huán)回路，并經微波放大器輸出至混頻器；
[0014] 混頻器的輸出端連接低通濾波器，低通濾波器連接基帶信號處理模塊，基帶信號 處理模塊生成壓控信號給壓控移相器的電壓輸入端，以補償光電循環(huán)回路的延時波動。
[0015] 進一步地，移相器對第二信號源輸出的信號移相的角度為90度。
[0016] 進一步地，第一信號源采用介質振蕩器，第二信號源采用晶振源。
[0017] 本實用新型具有以下有益效果：
[0018] 本實用新型光電振蕩器，結合注入鎖相與導頻控制技術，通過設置注入鎖相模塊， 通過注入鎖定信號至光電循環(huán)回路實現邊模抑制，保證光電振蕩器單模穩(wěn)定輸出，通過設 置穩(wěn)定控制模塊，以提取光電循環(huán)回路各器件的延時波動并進行相應的延時波動補償，以 達到穩(wěn)定振蕩頻率的目的，從而實現了光電振蕩器的低相噪單模穩(wěn)定輸出，且由于導頻控 制與注入鎖定信號鎖定的循環(huán)振蕩在不同頻段進行，避免了相互干擾，有效地避免了控制 電路噪聲對振蕩信號的寄生效應，不僅如此，采用導頻技術來實現OEO的穩(wěn)定性控制，還可 克服傳統(tǒng)鎖相控制中參考源對振蕩信號近載頻相噪的制約，保證OEO全頻段低相噪性能的 實現。
[0019] 除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優(yōu) 點。下面將參照圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0020] 構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的 示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖 中：
[0021] 圖1是本實用新型優(yōu)選實施例光電振蕩器的結構示意圖；
[0022] 圖2是本實用新型優(yōu)選實施例光電循環(huán)回路的結構示意圖；
[0023] 圖3是本實用新型優(yōu)選實施例注入鎖相模塊的結構示意圖；
[0024] 圖4是本實用新型優(yōu)選實施例穩(wěn)定控制模塊的結構示意圖；
[0025] 圖5是本實用新型優(yōu)選實施例光電振蕩器的另一結構示意圖；
[0026] 圖6是本實用新型優(yōu)選實施例光電振蕩器的振蕩信號頻譜示意圖，其中，（a)為注 入鎖定信號前的頻譜示意圖、（b)為注入鎖定信號后的頻譜示意圖；
[0027] 圖7是本實用新型優(yōu)選實施例光電振蕩器的輸出穩(wěn)定性示意圖；
[0028] 圖8是本實用新型優(yōu)選實施例光電振蕩器的相噪指標示意圖。
[0029] 附圖標記說明：
[0030] 10、激光器；
[0031] 20、光電循環(huán)回路；21、電光調制器；22、光纖卷；23、光電探測器；24、微波放大器； 25、壓控移相器；26、窄帶濾波器；
[0032] 30、注入鎖相模塊；31、第一信號源；32、可調衰減器；
[0033] 40、穩(wěn)定控制模塊；41、第二信號源；42、移相器；43、混頻器；44、低通濾波器；45、 基帶信號處理模塊。
【具體實施方式】
[0034] 以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利 要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0035] 本實用新型旨在提供一種能夠實現微波振蕩信號的低相噪單模穩(wěn)定輸出的光電 振蕩器，結合注入鎖相和導頻控制技術來實現，具體地，采用注入鎖相方式實現邊模抑制， 以保證單模輸出，采用導頻控制技術來克服環(huán)境對光電振蕩器的影響，以實現穩(wěn)定輸出。
[0036] 參照圖1，本實用新型的優(yōu)選實施例提供了一種光電振蕩器，包括用于輸出光載波 的激光器10,激光器10連接用于構成光電混合諧振腔的光電循環(huán)回路20,光電振蕩器還包 括用于注入鎖定信號至光電循環(huán)回路20以實現邊模抑制的注入鎖相模塊30及用于導頻控 制以補償光電循環(huán)回路20的延時波動的穩(wěn)定控制模塊40。本實施例光電振蕩器結合注入 鎖相與導頻控制技術，通過設置注入鎖相模塊，通過注入鎖定信號至光電循環(huán)回路實現邊 模抑制，保證光電振蕩器單模穩(wěn)定輸出，通過設置穩(wěn)定控制模塊，以提取光電循環(huán)回路各器 件的延時波動并進行相應的延時波動補償，以達到穩(wěn)定振蕩頻率的目的，從而實現了光電 振蕩器的低相噪單模穩(wěn)定輸出，且由于導頻控制與注入鎖定信號鎖定的循環(huán)振蕩在不同頻 段進行，避免了相互干擾，有效地避免了控制電路噪聲對振蕩信號的寄生效應，不僅如此， 采用導頻技術來實現OEO的穩(wěn)定性控制，還可克服傳統(tǒng)鎖相控制中參考源對振蕩信號近載 頻相噪的制約，保證OEO全頻段低相噪性能的實現。。
[0037] 參照圖2,本實施例中，光電循環(huán)回路20包括：依次連接的電光調制器21、光纖卷 22、光電探測器23、微波放大器24、壓控移相器25、窄帶濾波器26,窄帶濾波器26的輸出端 連接電光調制器21的電輸入端；激光器10提供待調制的光載波，激光器10發(fā)送的光載波 經電光調制器21后通過光纖卷22進行延時，延時后的光信號通過光電探測器23還原成電 信號，電信號經過微波放大器24放大后再通過壓控移相器25進行相位調節(jié)，壓控移相器 25根據穩(wěn)定控制模塊40輸出信號進行相位調節(jié)，經相位調節(jié)后的電信號再經窄帶濾波器 26濾波后反饋給電光調制器21進入下一次循環(huán)。對于某些特定頻點信號，如果其滿足巴 克豪森條件（開環(huán)增益大于1，相位差為2JI的整數倍），該頻點的信號就能實現正反饋振 蕩。為了實現振蕩回路的低相噪輸出，要求環(huán)內光纖卷足夠長，而長光纖延時造成了模式間 隔非常小，在微波頻段無法用窄帶濾波器抑制雜散模式，造成"多模輸出"的問題。
[0038] 本實施例中，采用注入鎖相模塊30通過微波源注入鎖定的方式來解決OEO "多模 并存"的問題，抑制光電振蕩器的雜散模式。具體地，參照圖3,注入鎖相模塊30包括用于生 成注入信號的第一信號源31及用于調節(jié)注入信號的信號功率的可調衰減器32,本實施例 中，第一信號源32采用介質振蕩器，注入源頻率與振蕩信號一致，可調衰減器32的輸出端 耦合至光電循環(huán)回路20。本實施例中，參照圖5,可調衰減器32的輸出端耦合至窄帶濾波器 26與電光調制器21的電輸入端的連接通道上。注入信號作為參考源經可調衰減器32后耦 合進入光電循環(huán)回路，與振蕩信號的某個模式頻率對準，完成注入鎖定，實現對其它模式的 有效抑制，旨在實現振蕩信號的單模輸出；可調衰減器32用于調節(jié)