引用本文:

郑伟,杨文丽,谭庆贵,等. 光电振荡器最新研究进展[J]. 光通信技术,2021,45(12):34-39.

光电振荡器最新研究进展

郑 伟,杨文丽,谭庆贵,张振杰,吴春邦,王 超

(中国空间技术研究院西安分院 空间天线技术研究所,西安 710100)

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摘要:光电振荡器被广泛应用于雷达、通信和测量领域,是微波光子学领域的研究热点,新概念和新技术的引入促进了光电振荡器研究的发展,进一步拓展了光电振荡器在现代电子系统中的应用。介绍了引入光电振荡器中的新概念和新技术,包括宇称-时间对称光电振荡器、傅里叶域锁模光电振荡器、参量振荡光电振荡器和集成光电振荡器,指出了光电振荡器的未来发展方向。

关键词:光电振荡器;宇称-时间对称;傅里叶域锁模;参量振荡

中图分类号:TN256 文献标志码:文章编号:1002-5561(2021)12-0034-06

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2021.12.009

0 引言
      光电振荡器采用低损耗光纤作为能量存储介质,将光信号能量转换为微波信号能量,具有相位噪声低、频率稳定度高和调谐范围广的优势,在雷达、通信和测量领域具有广泛的应用价值[1]。在使用过程中,为了提高光电振荡器产生微波信号的质量,研究人员提出了多种技术方案。例如:为降低相位噪声,LEVY E C等人[2-3]提出了多个相位噪声模型,通过降低激光器强度噪声和控制调制器偏压实现降噪;为提高信号频率,BAGNELL M等人[4-5]使用了宽带光电子器件和光学倍频技术;为提高边模抑制比,YAO X S等人[6-7]提出了多环路结构,引入了注入锁定技术[8];为提高频率稳定度,KABA M等人[9]利用温度不敏感的光子晶体光纤代替普通单模光纤,并引入了延时补偿技术;MALEKI L等人[10]实现了超低相位噪声光电振荡器和小型化光电振荡器,其相位噪声分别低于-140 dBc/Hz@10 kHz和-108 dBc/Hz@10 kHz,达到实用化研究的最高水平。
  近年来,光电振荡器中引入了一些新概念和新技术,为其发展注入了新的活力。宇称-时间对称技术为光电振荡器提供了强大的模式选择能力,在不需要窄带滤波器的情况下实现了单模振荡[11-15];傅里叶域锁模具有优秀的模式控制能力,可打破光电振荡器中模式建立时间的限制,用于产生具有超大时间带宽积的啁啾雷达信号[16-20];参量振荡过程被引入光电振荡器中,实现了稳定的多模振荡[21];光子集成技术能降低光电振荡器体积,用于实现小型化光电振荡器,促进其向实用化方向发展[22-24]。本文将介绍上述新概念和新技术在光电振荡器中的最新进展。

4 结束语
       本文总结了光电振荡器的最新研究进展,包括宇称-时间对称、傅里叶域锁模、参量振荡、集成光子学等新概念和新技术在光电振荡器中的应用。其中,光子集成的宇称-时间对称光电振荡器是一种具有潜力的小型化、低相噪和单模振荡微波信号输出的光电器件;集成化傅里叶域锁模光电振荡器和集成化参量光电振荡器对卫星通信、机载雷达等对体积有要求的现代电子系统具有重要意义;目前,光子集成光电振荡器还局限于传统的单环结构,存在相位噪声高的问题,因此,通过提高集成光电反馈环路的能量储存能力(即提高Q值),降低其相位噪声是光子集成光电振荡器今后发展的方向。