【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微波光子信号生成领域，具体涉及在光子集成上实现的一种少模或双模耦合光电振荡器。
技术介绍
1、通常耦合光电振荡器(coeo)使用光电(oe)反馈回路对具有较多模式的激光器进行锁模。它与再生锁模激光器类似，但也有主要区别。它们的主要区别在于coeo通过细致调节电光(oe)反馈回路的延时，使得多模激光器的模式间隔是oeo回路模式间隔的整数倍。oeo的振荡信号通过调制器反馈到多模激光器上，有助于锁定激光器模式间的相位，从而降低oeo模式间拍频信号的相位噪声。通过oeo模式与激光模式的相互作用，可以产生与激光器模式拍频信号相对应的低相位噪声rf信号或oeo振荡信号。当前两个主要问题阻碍了coeo产生具有预期低相位噪声的rf信号。
2、一个问题是激光腔内的色散，它导致了激光器模式间频率间隔的不一致，使得不同模式对具有大小不同的拍频信号。因此，并不是所有的激光模式都可以实现锁相，未锁定激光模式的拍频信号会增加锁定激光模式拍频信号的相位噪声和幅度噪声，从而恶化oeo环路产生信号的相位噪声。
3、另一个主要问题是激光腔内的超模竞争，现有coeo技术一般用模式间隔为1mhz的光纤激光器来构建，这使得激光器增益带宽内存在许多2-10nm量级持续振荡的激光模式。另一方面，期望的coeo输出射频频率约为10ghz，比激光模式之间的拍频信号大数倍。因此，有大量的激光模式对可以产生所需的射频频率。这些振荡模式在激光腔内竞争形成主要振荡。任何环境扰动，如振动或温度，都可能会导致拍频对从一对跳到另一对，从而导致所需射频信号
技术实现思路
1、本申请提供一种少模或双模耦合光电振荡器，通过将激光模式限制到非常少的数量，最好只有两个模式振荡时，可以完全消除超模竞争和色散对生成信号相位噪声的影响。此外，可以采用鉴频法和载波抑制干涉法进一步抑制生成信号的相位噪声。最后，该少模或多模激光器也可以通过全光子集成来实现小体积和高紧凑性。
2、本专利技术的其它目的和优点可以从本专利技术所揭露的技术特征中得到进一步的了解。
3、为达上述之一或部分或全部目的或其它目的，本专利技术提供一种少模或双模耦合光电振荡器，包括：
4、少模或双模光子激光器和光电反馈环路；
5、所述少模或双模光子集成激光器包括：光放大反射模块、光电调制器和选模结构；
6、所述放大反射模块包括用于补偿激光腔内损耗的光放大器和用于形成激光腔的反射介质；所述光电调制器用于电信号与光信号之间的转化；所述选模结构用于少模或多模的选取；上述器件排列形成所述少模或双模激光器；
7、所述光电环路包括长光纤、光电探测器以及与所述光电探测器按序依次连接的低噪声放大器、射频带通滤波器和射频耦合器，经所述射频耦合器输出的电信号反馈至所述马赫-曾德尔调制器形成闭合环路；
8、所述马赫-曾德尔调制器将电信号转化为光信号，经过所述马赫-曾德尔调制器的光信号分别进入少模或双模光子集成激光器以及光电环路。
9、所述反射介质和光放大器可以是窄/宽带反射式半导体光放大器，所述光放大器由半导体光放大器构成，经过所述窄/宽带反射式半导体光放大器的光信号进入所述马赫-曾德尔调制器；所述窄/宽带反射式半导体光放大器与所述马赫-曾德尔调制器之间可以设置有加热器用于微调少模或双模激光腔的腔长。
10、所述选模结构设置有分布式布拉格光栅反射器，所述分布式布拉格光栅反射器上耦合有加热器用于微调少模或双模激光腔的腔长。
11、经过所述马赫-曾德尔调制器的光信号进入所述少模或双模光子集成激光器后通过所述第一加热器与微型光电探测器耦合，所述微型光电探测器用于监测光信号；
12、所述选模结构设置有至少一个第一微环，所述微环设置有加热器，所述选模结构设置有激光输出路径，所述激光输出路径与所述微型光电探测器之间通过至少一个第一微环耦合，所述激光输出路径设置有所述分布式布拉格光栅反射器以及与其耦合的加热器。
13、所述选模结构还包括两个输出路径,所述两个输出路径之间通过一个第二微环耦合，第一输出路径上设置有所述分布式布拉格光栅反射器以及加热器，第二输出路径通过一个所述第一微环与所述微型光电探测器耦合，经过所述马赫-曾德尔调制器的光信号进入所述少模或双模光子集成激光器后通过所述第一加热器与所述微型光电探测器耦合。
14、所述选模结构设置有sagnac反射器，所述反射式半导体光放大器由布拉格光栅和半导体光放大器构成，所述sagnac反射器耦合有加热器以及所述微型光电探测器，所述激光输出路径与所述微型光电探测器之间通过至少一个第一微环耦合，经过所述马赫-曾德尔调制器的光信号进入所述少模或双模光子集成激光器后与所述第一微环耦合。
15、所述选模结构设置有光耦合器，所述光耦合器将所述马赫-曾德尔调制器输出的信号分为上下两部分光路，所述上部分光路包括带有第一加热器的第一分布式布拉格光栅反射器，所述上部分光路为所述激光输出路径；所述下部分光路间隔设置有第二加热器以及第二分布式布拉格光栅反射器，所述下部分光路尾部连接有所述微型光电探测器。
16、所述选模结构设置有光耦合器，所述光耦合器的一端为上下两部分光路，另一端通过所述第一微环与所述激光输出路径耦合；所述上下两部分光路均设置有分布式布拉格光栅反射器，所述上下两部分光路尾部连接有所述微型光电探测器，所述上下部分光路的任一分布式布拉格光栅反射器上设置有加热器；所述激光输出路径上设置有至少一个加热器。
17、所述选模结构设置有两个分布式布拉格光栅反射器组合形成的法布里-珀罗干涉以及单独一个分布式布拉格光栅反射器，所述法布里-珀罗干涉仪与所述马赫-曾德尔调制器之间设置有加热器。
18、所述选模结构设置有两个所述分布式布拉格光栅反射器组合形成的法布里-珀罗干涉仪以及所述sagnac反射器，所述法布里-珀罗干涉仪和所述sagnac反射器之间耦合有加热器。
19、所述法布里-珀罗干涉仪设置于所述光放大反射模块，所述法布里-珀罗干涉仪位于所述反射式半导体光放大器与所述马赫-曾德尔调制器之间。
20、一种少模或双模耦合光电振荡器，包括：
21、反射式半导体光放大器与马赫-曾德尔调制器耦合，经过所述马赫-曾德尔调制器生成的光信号分别进入少模或双模光子集成激光器以及光电反馈环路；
22、所述光电反馈环路通过所述光耦合器将所述激光器输出的光信号分成两路，其中一路通过长光纤形成一个长环路，包括第一光电探测器将光信号转换为电信号，然后由一个或多个第一低噪声放大器放大，最后反馈给所述马赫-曾德尔调制器形成闭合长环路；
23、另一路光信号通过短光纤被第二光电探测器探测，进而被第二低噪声放大器放大，在双平衡混频器中与所述射频耦合器从所述长环路中耦合出来的信号进行混频鉴相，所述双平衡混频器输出的信号通过低通滤波器滤除高频信号，然后通过电压放大器放大后反馈本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，包括：少模或双模光子激光器和光电反馈环路；
2.根据权利要求1所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，所述反射介质和光放大器可以是窄/宽带反射式半导体光放大器，所述反射式光放大器由半导体光放大器构成，经过所述窄/宽带反射式半导体光放大器的光信号进入所述马赫-曾德尔调制器；所述窄/宽带反射式半导体光放大器与所述马赫-曾德尔调制器之间可以设置有加热器用于微调少模或双模激光器的腔长。
3.根据权利要求2所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，所述选模结构设置有分布式布拉格光栅反射器，所述分布式布拉格光栅反射器上耦合有加热器用于微调少模或双模激光器的腔长。
4.根据权利要求2所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，经过所述马赫-曾德尔调制器的光信号进入所述少模或双模光子集成激光器后通过所述第一加热器与微型光电探测器耦合，所述微型光电探测器用于监测光信号；
5.根据权利要求2所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，所述选模结构还包括两个输出路径,两个所述输出路径之间
6.根据权利要求2所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，所述选模结构设置有Sagnac反射器，所述反射式半导体光放大器由布拉格光栅和半导体光放大器构成，所述Sagnac反射器耦合有加热器以及所述微型光电探测器，所述激光输出路径与所述微型光电探测器之间通过至少一个第一微环耦合，经过所述马赫-曾德尔调制器的光信号进入所述少模或双模光子集成激光器后与所述第一微环耦合。
7.根据权利要求2所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，所述选模结构设置有光耦合器，所述光耦合器将所述马赫-曾德尔调制器输出的信号分为上下两部分光路，所述上部分光路包括带有第一加热器的第一分布式布拉格光栅反射器，所述上部分光路为所述激光输出路径；所述下部分光路间隔设置有第二加热器以及第二分布式布拉格光栅反射器，所述下部分光路尾部连接有所述微型光电探测器。
8.根据权利要求2所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，所述选模结构设置有光耦合器，所述光耦合器的一端为上下两部分光路，另一端通过所述第一微环与所述激光输出路径耦合；所述上下两部分光路均设置有分布式布拉格光栅反射器，所述上下两部分光路尾部连接有所述微型光电探测器，所述上下部分光路的任一分布式布拉格光栅反射器上设置有加热器；所述激光输出路径上设置有至少一个加热器。
9.根据权利要求2所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，所述选模结构设置有两个分布式布拉格光栅反射器组合形成的法布里-珀罗干涉以及单独一个分布式布拉格光栅反射器，所述法布里-珀罗干涉仪与所述马赫-曾德尔调制器之间设置有加热器。
10.根据权利要求2所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，所述选模结构设置有两个所述分布式布拉格光栅反射器组合形成的法布里-珀罗干涉仪以及所述Sagnac反射器，所述法布里-珀罗干涉仪和所述Sagnac反射器之间耦合有加热器。
11.根据权利要求10所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，所述法布里-珀罗干涉仪设置于所述光放大反射模块，所述法布里-珀罗干涉仪位于所述反射式半导体光放大器与所述马赫-曾德尔调制器之间。
12.一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，包括：
13.根据权利要求12所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，所述混频鉴相输出的信号通过所述低通滤波器后也可以通过所述光学移相器进行射频信号的相位噪声抑制。
14.一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，包括：
15.根据权利要求14所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，所述混频器输出的信号通过低通滤波器后也可以通过光学移相器在光信号进行射频信号的相位噪声抑制。
...【技术特征摘要】
1.一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，包括：少模或双模光子激光器和光电反馈环路；
2.根据权利要求1所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，所述反射介质和光放大器可以是窄/宽带反射式半导体光放大器，所述反射式光放大器由半导体光放大器构成，经过所述窄/宽带反射式半导体光放大器的光信号进入所述马赫-曾德尔调制器；所述窄/宽带反射式半导体光放大器与所述马赫-曾德尔调制器之间可以设置有加热器用于微调少模或双模激光器的腔长。
3.根据权利要求2所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，所述选模结构设置有分布式布拉格光栅反射器，所述分布式布拉格光栅反射器上耦合有加热器用于微调少模或双模激光器的腔长。
4.根据权利要求2所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，经过所述马赫-曾德尔调制器的光信号进入所述少模或双模光子集成激光器后通过所述第一加热器与微型光电探测器耦合，所述微型光电探测器用于监测光信号；
5.根据权利要求2所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，所述选模结构还包括两个输出路径,两个所述输出路径之间通过一个第二微环耦合，第一输出路径上设置有所述分布式布拉格光栅反射器以及加热器，第二输出路径通过一个所述第一微环与所述微型光电探测器耦合，经过所述马赫-曾德尔调制器的光信号进入所述少模或双模光子集成激光器后通过所述第一加热器与所述微型光电探测器耦合。
6.根据权利要求2所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，所述选模结构设置有sagnac反射器，所述反射式半导体光放大器由布拉格光栅和半导体光放大器构成，所述sagnac反射器耦合有加热器以及所述微型光电探测器，所述激光输出路径与所述微型光电探测器之间通过至少一个第一微环耦合，经过所述马赫-曾德尔调制器的光信号进入所述少模或双模光子集成激光器后与所述第一微环耦合。
7.根据权利要求2所述的一种少模或双模耦合光电振荡器，其特征在于，所述选模结构设置有光耦合器，所述光耦合器将所述马赫-曾德尔调制器输出的信号分为上下两部分光...
【专利技术属性】
技术研发人员：姚晓天，王熙臣，马建伟，
申请(专利权)人：苏州铌芯感知技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。