【摘 要】
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多载波光纤光源可以同时输出频率间隔一定的多路不同频率的光载波,在波分复用通信、光纤传感、微波光子学、光控相控阵雷达等领域均有广泛的应用。本文研究基于循环移频和光电振荡的自振荡多载波光纤光源。从理论和实验上分别研究利用循环移频技术实现等频率间隔的多载波输出的方法;研究利用光电振荡技术产生特定频率的低相位噪声射频信号反馈驱动循环移频过程;最终将循环移频与光电振荡技术相结合,构建自振荡的多载波光纤光源,
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多载波光纤光源可以同时输出频率间隔一定的多路不同频率的光载波,在波分复用通信、光纤传感、微波光子学、光控相控阵雷达等领域均有广泛的应用。本文研究基于循环移频和光电振荡的自振荡多载波光纤光源。从理论和实验上分别研究利用循环移频技术实现等频率间隔的多载波输出的方法;研究利用光电振荡技术产生特定频率的低相位噪声射频信号反馈驱动循环移频过程;最终将循环移频与光电振荡技术相结合,构建自振荡的多载波光纤光源,实现功率平坦、宽光谱范围的自振荡多载波输出,降低光源相位噪声和实现系统小型化。本论文的主要研究内容如下:1.自振荡多载波光纤光源的理论研究:首先分析了循环移频产生多载波光信号输出的原理,研究了射频驱动信号以及系统中主要器件的特性对多载波输出结果的影响;其次研究了光电振荡系统的数学模型以及起振条件、输出频率、相位噪声等重点参数,并理论阐述了利用光学游标效应优化输出信号;最终将循环移频与光电振荡理论相结合,分析了自振荡多载波光纤光源的工作原理和优势。2.自振荡多载波光纤光源的实验研究:首先实验研究了对种子光循环移频产生多载波光信号的方法,分析了射频驱动信号的频率和功率、光滤波器带宽等对多载波输出参数的影响,实验得到～10GHz频率间隔的100路多载波输出;其次实验构建了双环光电振荡器,研究获得低相噪射频信号的方法,分析了电带通滤波器带宽、放大器增益、光纤长度、游标效应等因素对光电振荡系统输出结果的影响,得到中心频率～10GHz、10k Hz频偏处相位噪声为-100.48d Bc/Hz的射频信号;最终实验研究了基于循环移频和光电振荡的自振荡多载波光纤光源,分析了滤波器带宽、光纤长度、光路偏振态以及调制器的调制状态等因素对多载波输出结果的影响,实验实现了～10GHz频率间隔的50路自振荡多载波输出,光谱功率平坦度为±1.17d B,频率线性拟合系数R~2为0.999998,10k Hz频偏处的相位噪声为-85.10d Bc/Hz。
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