[发明专利]低相噪的新型光电振荡器

说明书

技术领域

本发明涉及光电信息领域，具体而言，涉及一种低相噪的新型光电振荡器。

背景技术

超稳定振荡器是电子通信系统的核心。高质量的微波振荡器在光通信、卫星通信、微波通信以及高精度测量等方向起着重要的作用。传统的微波源一般通过晶振的多次倍频而得，但随着倍频次数的增加，相噪(短期稳定性)会越来越大，也就是说，相噪会随着载波频率的增加而增加。光电振荡器(Opto-Electronic Oscillator，简称为OEO)解决了该问题，基于光纤延时的OEO的相噪不随振荡频率的升高而增加，是超稳定微波、毫米波振荡源的优质备选。其基本原理在于：激光器发出的连续光经电光调制器被振荡信号强度调制后通过光纤传输至光电探测器前端，光电探测器把已调光信号转换为电信号，然后经过选频、放大，最终反馈至调制器电输入端，然后再进行下一次循环，满足巴克豪森振荡条件(开环增益大于1，相差为2π的整数倍)的频点最终形成稳定的振荡信号。

当光纤的延时长度确定后，OEO的相位噪声由环路的噪信比决定：即起振噪声与振荡信号的比值。起振噪声即微波光链路的总噪声之和，由原始各光电模块决定；振荡信号的功率与构成环路的微波光链路非线性有关，非线性越大振荡信号功率越小，噪信比越高，OEO相噪越高。对于一般的强度调制-直接探测的微波光链路，链路的非线性由调制器的非线性决定，由于调制器非线性程度大导致光电振荡器的相噪高。

针对现有技术中由于调制器非线性程度大导致光电振荡器的相噪高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种低相噪的新型光电振荡器，以解决现有技术中由于强度调制器非线性程度大导致光电振荡器的相噪高的问题。

为了实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种低相噪的新型光电振荡器。根据本发明的光电振荡器包括：激光器，用于输出光载波信号；调制系统，用于对光载波信号进行调制，调制系统包括第一电光调制器和第二电光调制器；光电转换单元，光电转换单元包括光输入端和电输出端，光输入端和电输出端分别与调制系统相连接，其中，激光器、调制系统和光电转换单元形成光电振荡环路，调制系统还用于将调制后的光载波信号输出至光电转换单元，光电转换单元用于将调制后的光载波信号转化为第一路电信号和第二路电信号，第一电光调制器用于对第一路电信号进行调制，第二电光调制器用于对第二路电信号进行调制，第一电光调制器和第二电光调制器调制后的信号合波后输出至光电转换单元。

进一步地，第一电光调制器和第二电光调制器串联，光电转换单元的光输入端与第二电光调制器相连接，第二电光调制器还用于接收第一电光调制器调制后的信号。

进一步地，第一电光调制器和第二电光调制器并联。

进一步地，激光器包括第一激光器和第二激光器，其中，第一电光调制器用于接收第一激光器输出的第一光载波信号，第二电光调制器用于接收第二激光器输出的第二光载波信号，第一电光调制器和第二电光调制器分别与光电转换单元的光输入端相连接。

进一步地，光电转换单元包括移相器，移相器用于对第一路电信号进行移相，其中，第一电光调制器用于对移相后的电信号进行电光调制。

进一步地，第一电光调制器的偏置电压和第二电光调制器的偏置电压相等。

进一步地，第一电光调制器的幅度与第二电光调制器调制电信号的幅度相同，第一电光调制器的相位与第二电光调制器调制电信号的相位相同。

进一步地，光电转换单元包括：光纤卷，与调制系统相连接，用于对调制后的光载波信号进行延时；光电探测器，与光纤卷相连接，用于将延时后的光信号转化为电信号。

进一步地，光电转换单元还包括：微波放大器，与光电探测器相连接；滤波器，与微波放大器相连接；耦合器，与滤波器相连接，用于得到第一路电信号和第二路电信号。

进一步地，微波放大器采用级联方式对转化后的电信号进行放大。

根据本发明实施例，通过激光器输出光载波信号至调制系统，该调制系统对光载波信号进行调制，并将调制后的光载波信号输出至光电转换单元，光电转换单元将调制后的光载波信号转化为第一路电信号和第二路电信号，调制系统的第一电光调制器对第一路电信号进行调制，第二电光调制器对第二路电信号进行调制，第一电光调制器和第二电光调制器调制后的信号合波后输出至光电转换单元。这样，可以利用第一电光调制器和第二电光调制器的电光转化功能的高线性度特征来提高单个电光调制器的线性度，从而解决现有技术中由于强度调制器非线性程度大导致光电振荡器的相噪高的问题，达到了降低光电振荡器的相噪的效果。