引用本文:

王靖,胡总华,李洪波,等. 基于马赫-曾德尔干涉仪的可调谐光电振荡器[J]. 光通信技术,2021,45(6):40-42.

基于马赫-曾德尔干涉仪的可调谐光电振荡器

王 靖,胡总华,李洪波,聂奎营

(兴义民族师范学院 物理与工程技术学院,贵州 兴义 562400)

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摘要:为了进一步提高基于马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的可调谐光电振荡器的可调谐范围,讨论分析了MZI中两臂的相对光功率之比和两臂的臂长差对光电振荡器传输性能的影响。通过仿真分析可知:在MZI两臂的相对功率比都为0.5,臂长差在12 mm~50 cm范围内变化时,光电振荡器可以在0.411~16.892 GHz范围内有单一频率的微波信号输出。

关键词:马赫-曾德尔干涉仪;光电振荡器;频率;自由频谱范围;光纤

中图分类号:TN929.1 文献标志码:文章编号:1002-5561(2021)06-0040-03

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2021.06.010

0 引言
       光电振荡器可以把连续的光能转换成相位噪声超低和连续可调的稳定微波信号,因而受到光通信领域高度关注和深入研究[1]。传统的光电振荡器需要电带通滤波器来选择所需要的振荡频率,但是电带通滤波器具有固定的振荡中心频率,这导致光电振荡器的可调性非常有限。随着微波光子技术的发展,高Q值和可调谐的微波光子滤波器代替了电子滤波器选择振荡模式[2]。近年来,研究者相继提出了可调谐的光电振荡器的设计方案,PAN S L等人[3]采用法布里-珀罗激光二极管(FP-LD)微波光子滤波器代替光电振荡器中的电滤波器,通过改变入射光波长或FP-LD的纵向模式,可以实现振荡频率在6.41~10.85 GHz可调谐,但是可调谐范围有限。LI W Z等人[4]将由相位调制器构成的微波光子滤波器和相移光纤布喇格光纤集成在光电振荡器中,通过调谐光波的波长实现了从3~ 28 GHz的频率调谐,然而与基频信号相比,有6 dB的相位噪声衰减。MORA J等人[5]利用马赫-曾德尔干涉仪(MZI)对宽带光源光谱进行切割,通过可调光纤延时线(VODL)调节MZI的臂长差,可以实现5~17 GHz的调谐,但是其存在功率涨落点,不能实现连续可调谐。因此,本文把可调谐MZI放在电光调制器(EOM)后面,先采用EOM调制,后利用MZI切割宽带光源,通过VODL调节MZI的臂长差,产生频率间隔均匀且可调的光束,与长色散光纤一起构成一个中心频率可调的微波光子滤波器,实现对光电振荡器振荡频率的选择。

3 结束语
       本文提出了一种基于MZI的可调谐光电振荡器,通过在MZI的一臂上嵌入VODL调节MZI两臂的臂长差,实现了光电振荡器振荡频率的可调谐。通过计算分析可知:基于MZI的光电振荡器的振荡频率与MZI两臂的臂长差成反比,当MZI两臂的臂长差在 12 mm~50 cm范围内变化时,光电振荡器可以在0.411~16.892 GHz范围内有单一频率的微波信号输出。本文的研究为基于MZI的可调谐光电振荡器在通信、雷达和导航系统中的应用提供了技术基础。