[发明专利]基于片上集成系统的光电振荡器及生成微波信号的方法

说明书

本发明公开了一种基于片上集成系统的光电振荡器及生成微波信号的方法，涉及微波光子信号产生领域，包括：光输入单元，其用于输出第一频率的第一光信号以及第二频率的第二光信号。用于构成光电混合谐振腔的光电循环回路，其包括基于片上集成系统的光力谐振模块，所述光电循环回路用于接收并调制所述第一光信号，所述光力谐振模块用于使调制后的所述第一光信号通过谐振产生声子信号，且还通过所述声子信号调制所述光电循环回路接收的所述第二光信号并输出，以在所述光电循环回路中循环。本发明中的基于片上集成系统的光电振荡器能够实现较大的片上延时。

技术领域

本发明涉及微波光子信号产生领域，具体涉及一种基于片上集成系统的光电振荡器及生成微波信号的方法。

背景技术

随着通信速率和通信容量的不断提升，通信所采用的微波信号频段也在不断提高。然而，受制于电子器件处理速度和高频微波信号传输损耗的影响，微波技术在向高频拓展的过程中遇到了较大的阻力。微波光子学利用光子技术来产生、处理和传输微波信号，借助于光子技术高速、大带宽和低传输损耗等优点，可以有效地解决微波技术向高频拓展的问题。

微波信号产生是微波光子学的重要研究内容，也是通信系统中的重要组成部分，而微波信号的质量直接影响了系统的性能，如无线通信系统的通信速率与数据容量、雷达系统的探测精度与探测距离以及传感系统的灵敏度等。

光电振荡器是一种光电混合谐振腔，可以在不降低所产生信号的质量的基础上实现高频的微波信号。目前成熟的光电振荡器一般都需要一段长光纤作为延时储能器件来提升所产生信号的质量，但长光纤较大的体积限制了光电振荡器的使用场景。而基于片上集成器件的光电振荡器由于很难实现较大的片上延时，所产生的微波信号的质量也受到限制。因此，基于片上集成器件实现高质量高频微波信号的光电振荡器是亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明第一方面提供一种能够实现较大的片上延时的基于片上集成系统的光电振荡器。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种基于片上集成系统的光电振荡器，包括：

光输入单元，其用于输出第一频率的第一光信号以及第二频率的第二光信号；

用于构成光电混合谐振腔的光电循环回路，其包括基于片上集成系统的光力谐振模块，所述光电循环回路用于接收并调制所述第一光信号，所述光力谐振模块用于使调制后的所述第一光信号通过谐振产生声子信号，且还通过所述声子信号调制所述光电循环回路接收的所述第二光信号并输出，以在所述光电循环回路中循环。

一些实施例中，所述光电循环回路还包括单边带信号调制模块、光环形器、光学滤波模块、光电探测器、射频放大模块和射频耦合器；

所述单边带信号调制模块的光输入端和光输出端分别与所述光输入单元和光力谐振模块相连，用于接收并调制所述第一光信号；

所述光环形器包括第一端口、第二端口和第三端口，所述第一端口用于与所述光输入单元相连，所述第二端口与所述光力谐振模块相连，所述第三端口与所述光学滤波模块相连；

所述光学滤波模块用于接收调制后的所述第二光信号，并与所述光电探测器的光学输入端口相连；

所述光电探测器的射频输出端口与所述射频放大模块相连；

所述射频放大模块与所述射频耦合器的输入端口相连；

所述射频耦合器包括第一输出端口和第二输出端口，所述第一输出端口与所述单边带信号调制模块的射频输入端口相连，所述第二输出端口作为信号源输出。

一些实施例中，所述光力谐振模块包括依次连接的第一光波导、第一耦合器、第一光力谐振腔、声子波导、第二光力谐振腔、第二耦合器和第二光波导；