[发明专利]用有源半导体谐振腔的光电振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及微波技术和光电子技术领域，尤其涉及一种光电振荡器。背景技术

光电振荡器（OEO：Optoelectronic Oscillator）是一种光、电微波/毫米波信号发生装置。它的基本结构是利用光源、电光调制器、光电探测器、电滤波器所构成的一个反馈回路，利用长光纤的储能能力，实现高品质的光、电微波信号产生。目前OEO系统存在一些由于其结构特征所带来的不足，主要表现在：长光纤能在环路内存储更多的光场能量，提高产生信号的品质，但是由此也带来了系统体积庞大，易受外部环境影响，边模噪声难以被滤波器滤除的问题。为了解决OEO系统存在的缺陷，现有技术采用了一些新的结构和方法，但这些现有技术均存在缺点：

1） 采用高Q光子滤波器（如：回音廊模式谐振器）实现频率选择和边模抑制。这种高Q光子滤波器是由介质材料制成的光学谐振腔，它不可集成，在同时要求高Q值和大范围可调谐时性能不理想，而且当Q值很大时，插入损耗也很大；

2）采用多环路结构抑制边模。但是多环路结构组成复杂，并且需要使用长光纤，使整个OEO系统体积庞大，稳定性控制困难，无法集成；

3）采用对温度不敏感的特殊光纤（如实芯光子晶体光纤：SC-PCF）代替普通单模光纤（SSMF）构成系统链路，以消除环境温度变化的影响。但由于现有光子器件的尾纤大多为SSMF，因此在与SC-PCF连接时会有比较大的连接损耗，同时SC-PCF自身结构的缺陷也会造成很大的传输损耗，降低了光纤的储能能力，影响所产生信号的质量。采用SC-PCF也不能满足OEO系统的可集成性。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺点而提供的一种体积小，易稳定控制，能实现频率的可调谐性，整个系统具有可集成性的用有源半导体谐振腔的光电振荡器。

本发明的目的及解决其主要技术问题是采用以下技术方案来实现的：本发明的用有源半导体谐振腔的光电振荡器，包括光源及调制模块，光学谐振腔，光耦合器，光电探测器和电耦合器，光源及调制模块的输出端与光学谐振腔的输入端连接；光学谐振腔的输出端与光耦合器的输入端连接；光耦合器同时输出光电振荡器的光信号；光耦合器的输出端与光电探测器的输入端连接；光电探测器的输出端与电耦合器的输入端连接；电耦合器的输出端与光源及调制模块的输入端连接；电耦合器同时输出光电振荡器的电信号，其中：光学谐振腔为有源半导体谐振腔。

上述的用有源半导体谐振腔光电振荡器装置，其中：光源及调制模块由半导体激光器和半导体电吸收调制器（EAM ）构成；有源半导体谐振腔为环形结构，由输入波导，环形增益区和输出波导构成，增益区为PN结结构。

上述的用有源半导体谐振腔光电振荡器装置，其中：光源及调制模块由半导体直调激光器构成；光学谐振腔为F-P腔结构，由前腔镜，增益区和后腔镜构成, 前腔镜、后腔镜是半导体材料的解离面，它们具有一定的透过率和反射率，增益区为PN结结构。

本发明与现有技术相比，具有明显的有益效果，从以上技术方案可知：本发明光学谐振腔采用体积小的有源半导体谐振腔，减少了光电振荡器的滤波损耗，提高了滤波器Q值，易于频率调谐；且有源半导体谐振腔起振频率不易受外界环境变化影响，易实现光电振荡器的温度稳定控制；同时也使整个光电振荡器系统体积较小。所使用的部件：光源及调制模块，有源半导体谐振腔，光耦合器，光电探测器，电耦合器以及连接用的波导都可以选用半导体材料制成，因此整个光电振荡器系统具有单片可集成性。

附图说明

图1为本发明的示意图；

图2为实施例2的示意图；

图3为实施例3的示意图。

图中标记：

1、光源及调制模块；2、光学谐振腔；3、光耦合器；4、光电探测器；5、电耦合器；1a、半导体激光器；1b、半导体电吸收调制器（EAM ）；2a、输入波导；2b、环形增益区；2c、输出波导；2d、前腔镜；2e、增益区；2f、后腔镜。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的用有源半导体谐振腔的光电振荡器的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

实施例1：