[发明专利]自由光谱范围可调的多模光电振荡器及多模信号产生方法

说明书

本发明提供了一种自由光谱范围可调的多模光电振荡器及多模信号产生方法，属于微波光子学技术领域。该多模光电振荡器包括：激光器、强度调制器、电调延时光纤、掺铒光纤放大器、光电探测器、电放大器以及功分器；所述激光器与所述强度调制器连接，所述强度调制器、掺铒光纤放大器、光电探测器、电放大器以及功分器依次首尾连接形成环路，所述电调延时光纤用于连接所述强度调制器与所述掺铒光纤放大器。本发明可以使产生的多模信号的自由光谱范围周期性变化，并且是多模信号的自由光谱范围可快速连续调节。

技术领域

本发明涉及微波光子学技术领域，尤其涉及一种自由光谱范围可调的多模光电振荡器及多模信号产生方法。

背景技术

光电振荡器作为一种新型的微波信号发生器，能够产生微波频率高，Q值高的低相噪高品质的信号并且具有可调谐性以及光电两种输出，是一种理想型的微波信号发生器。随着技术的发展，光电振荡器也衍生出了一些新的应用，比如运用多模光电振荡器进行信道化以及弱信号的探测等。2009年，V.J.Urick等人在自己的研究中提出了一种多模光电振荡器的结构，提出了将多模光电振荡器用于射频信号的信道化，可用于光信号处理技术。2010年，Preetpaul S.Devgan,等人提出了用多模光电振荡器实现弱信号的探测与选择性地放大。由此可见，多模光电振荡器正逐渐走入人们的视野中引起人们的注意。然而现有的多模光电振荡器所产生的多模信号的自由光谱范围基本都是固定的不变的，已经不能够满足现实应用的需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种自由光谱范围可调的多模光电振荡器及多模信号产生方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种自由光谱范围可调的多模光电振荡器，包括：

激光器1、强度调制器2、电调延时光纤3、掺铒光纤放大器4、光电探测器5、电放大器6以及功分器7；

所述激光器1与所述强度调制器2连接，所述强度调制器2、掺铒光纤放大器4、光电探测器5、电放大器6以及功分器7依次首尾连接形成环路，所述电调延时光纤3连接所述强度调制器2与所述掺铒光纤放大器4。

在一些实施例中，所述激光器1与所述强度调制器2之间以及所述掺铒光纤放大器4与所述光电探测器5之间均通过光纤连接。

在一些实施例中，所述光电探测器5、电放大器6、功分器7以及强度调制器2之间通过电缆连接。

在一些实施例中，所述电调延时光纤3为具有光学非线性的高Q值微波储能元件，其接入线路中的长度可连续调节，长度为数厘米至数十千米；所述电调延时光纤3用于稳定输出，产生高灵敏度的周期波形。

在一些实施例中，所述电调延时光纤3的变化周期与信号在所述多模光电振荡器环路中传输一周的延时相匹配，满足傅里叶域锁模条件：

nT＝Tr

其中，n是正整数，T是电调延时光纤长度的变化周期，Tr是信号在所述多模光电振荡器环路中传输一周的延时。

在一些实施例中，所述多模光电振荡器的自由光谱范围由所述多模光电振荡器环路的长度以及光纤折射率决定，具体公式为：

其中，n是光纤折射率，c是真空中的光速，L是多模光电振荡器环路的长度。

在一些实施例中，在所述光纤折射率n不变时，通过调节所述电调延时电路3的长度，改变所述多模光电振荡器环路的长度L，实现所述多模光电振荡器自由光谱范围可调。

在一些实施例中，所述多模光电振荡器环路的色散为零，以使不同频率的信号在所述环路中具有相同的延时。