光电振荡器是一种采用光电结合方式的新型微波频率源，其利用光学长时储能，可以实现极低相位噪声的信号输出。文章研究了光纤中散射噪声对光电振荡器相位噪声的影响，重点介绍了基于相位调制等效展宽激光线宽，抑制布里渊散射噪声架构，通过理论公式推导以及实验验证，表明了上述架构可极大改善光电振荡器的相位噪声。实验中采用调制频率为50MHz、调制幅度为3.1的相位调制信号对激光线宽进行等效展宽，得到在10GHz频率下为-157.3dBc/Hz@10kHz的极低相位噪声信号输出。
相位调制 激光线宽 极低相噪 光电振荡器 phase modulation laser line-width ultra-low phase noise optoelectronic oscillator
功率是微波信号的基本参数之一。传统的功率测量方法受限于同轴电缆传输损耗大、体积大等因素, 难以适应分布式长距离组网应用。文章提出基于电光转换的微波功率测量方法, 将微波功率测量转换为对光边带抑制比的测量。分别分析了采用相位调制和强度调制的电光转换方法时, 微波功率与光边带抑制比之间的映射关系。实测对比了测量值与理论计算值之间的符合性。该方法经过电光转换后, 可以采用光纤传输信号, 进行长距离远拉测试, 在分布式长距离组网中具有较好的应用前景。
微波功率测量 电光调制 微波光子技术 microwave power measurement electro-optic modulation microwave photonics
常规的微波光子系统采用强度调制方式实现微波信号的电光转换, 由于调制器采用马赫-曾德尔干涉结构(MZI), 系统性能不仅受到自身正弦响应特性的制约, 而且需要进行偏置点控制, 因此存在动态范围受限、系统控制复杂以及3dB固有损耗带来的效率不足的问题, 而采用相位调制可避免该问题。围绕相位调制光传输链路, 为了完成相位调制信号的光电解调, 文章提出采用薄膜滤波器通过边带抑制与边带选通两种方式实现相位调制到强度调制的转换, 并分析了链路射频性能与器件参数之间的映射关系。实测对比了相位调制与常规强度调制链路之间的传输特性, 通过分析可知, 在相同链路配置条件下, 相位调制链路具有更高的传输效率, 而且光滤波带来的均衡作用, 使得相位调制链路的3dB带宽比强度调制链路大两倍。
电光相位调制 模拟光传输 相位调制到强度调制转换 微波光子技术 electro-optic phase modulation analog optical transmission phase modulation to intensity modulation conversio microwave photonics
1 西南石油大学 1. 理学院
2 2. 电气信息学院, 成都 610054
3 西南石油大学 3. 重庆光电技术研究所, 重庆 400060
4 西南石油大学 4. 重庆工商职业学院, 重庆 400052
基于二维三角晶格和正方晶格光子晶体分别设计了六端口和八端口光子晶体环行器。环行器由硅介质柱光子晶体波导和铁氧体介质柱缺陷构成。所设计的六端口环行器每个波导连接处只有一个铁氧体材料,能够有效降低损耗; 八端口环行器波导连接处添加了多个铁氧体材料可有效提高隔离度。使用有限元法对电磁波在环行器中的传输进行了仿真验证。计算结果表明,六端口环行器各端口的隔离度达到22~38dB; 八端口环行器各端口的隔离度达到21.7~40.5dB。设计的多端口环行器具有结构简单紧凑、隔离度高、损耗低的优点。
磁性光子晶体 铁氧体 环行器 隔离度 magneto-photonic crystals ferrite circulator isolation
针对宽温宽带大动态高精度光延时调控的需求, 结合数控级联和空间光连续可调延时技术, 设计了一种大动态高精度延时稳定可调的9bit光纤延时线, 并采用磁光开关和稳相光纤搭建了工程样机。试验结果表明, 样机在60℃宽温范围内实现了工作频率1~18GHz, 以5ns为步进, 延时范围达2555ns, 延时精度优于±5.8ps的任意可调; 同时, 针对某一延时点实现了动态范围为600ps、精度优于1ps的延时连续可调。
光纤延时线 稳相光纤 宽温度范围 高精度 精度可调 optical fiber delay line phase stable fiber wide-temperature range high-precision adjustable precision
1 重庆光电技术研究所， 重庆 400060
2 模拟集成电路重点实验室， 重庆 400060
针对相位调制微波光链路线性解调困难的问题，开展了基于锁相环高线性相位解调方法的理论研究。建立了详细的链路模型，充分考虑噪声和非线性畸变的影响，推导得到了链路关键参数的变化趋势。同时结合实际链路器件参数，完成了链路关键参数的仿真研究。结果显示，基于锁相环，在200MHz的射频频率下，链路动态范围可达到127dB·Hz2/3，较传统强度调制方法提升近20dB，为大动态微波光子链路实验应用提供了一定的理论参考。
微波光子 相位调制 光锁相环 大动态范围 雷达系统 microwave photonics phase modulation optical phase locked loop large dynamic range radar system
针对模拟微波光子链路中附加相位噪声对微波信号相位噪声的恶化问题，详细研究了光链路中白噪声及有色噪声的产生机理，建立了光链路的附加相位噪声理论模型，阐述了附加相位噪声的变化规律，并通过实验证实了模型的正确性。同时针对本振信号的多路光分配典型应用，提出了EDFA 辅助的附加相位噪声优化措施。实验结果表明所提出的相位噪声模型能够有效地应用于微波光子链路，能对附加相位噪声的分析和优化提供理论依据，具有较大的工程指导意义。
微波光子学 光链路 相位噪声 附加相位噪声 microwave photonics optical links phase noise addictive phase noise
微波光子学利用光子技术实现微波信号的产生、传输、处理及控制, 可突破传统微波技术在带宽、传输损耗和抗电磁干扰等方面的瓶颈, 提升雷达、电子战等信息系统的综合性能。激光器、电光调制器和光电探测器是微波光子技术中的三种核心光电子器件, 其性能对微波光子链路的噪声和动态等指标具有决定性的影响, 但基于分立器件的微波光子系统体积、重量较大, 难以满足雷达、电子战等系统的阵列化需求, 硅基异质集成技术以及高密度低损耗片上光传输互连技术是解决有源器件集成和无源器件集成的关键技术。文章介绍了用于微波光子的硅基激光器、电光调制器、光电探测器和波导的异质集成技术的发展现状, 并探讨了集成微波光子技术的发展趋势。
微波光子学 异质集成 激光器 电光调制器 光电探测器 波导 microwave photonics heterogeneous integration laser electrooptic modulator photodetector waveguide
