宽频稀疏信号的光子学压缩感知研究进展

光子学压缩感知技术是近年来发展迅速的一种新型频谱感知技术,以远低于奈奎斯特(Nyquist)率对信号进行采样,大大提高了频谱测量范围和频率测量精度,为宽频稀疏信号的感知和测量提供了有效的解决方法。重点介绍了目前几种光子学压缩感知方法及其最新研究进展,分析比较了各自的优缺点和应用范围,探讨了下一步深入研究的方向。

基于电增益环腔选频特性的小型光电振荡器

为了进一步提高光电振荡器的实用性,提出了一种基于耦合型电增益环腔的小型化光电振荡器。利用电功分器和放大器构成电增益环腔,其梳状滤波效应可以有效对光电振荡器进行模式选择,结合直接调制半导体激光器,单模光纤和光电检测器,有效实现了小型化光电振荡器。理论上分析了电增益环腔的基本原理,并且通过仿真进行了验证。实验中获得了中心频率为12.624 GHz的微波信号,其相位噪声为-102 d Bc/Hz@10 k Hz。该方案在结构简单的条件下可以得到质量较高的射频信号,可以作为光电振荡器实用化的一种解决方法。

基于光电混合双环的高边模抑制比振荡器

为了进一步有效提高光电振荡器的性能,提出了一种基于光电混合双环的高边模抑制比振荡器。利用两级电功分器构成电增益环腔,结合偏振分束器和偏振合束器形成的光纤双环结构,在没有引入外调制器和电滤波器的前提下,得到了高边模抑制比的小型化光电振荡器。实验中光纤长度取110m和2km,获得了中心频率为11.4GHz的微波信号,边模抑制比为60dB,其相位噪声为-103.6dBc/Hz@10kHz。

精细调谐电增益环腔光电振荡器

为了有效实现光电振荡器(OEO)输出频率精细调谐,提出了一种基于电增益环腔(EGRR)的OEO。利用放大器、滤波器和移相器构成可调谐EGRR,通过改变EGRR内信号的相位等效实现环腔长度的改变,得到不同频率的射频(RF)信号,RF信号与OEO产生的自由振荡信号电注入锁定,输出信号的频率由锁定EGRR输出频率的OEO模式决定,相位噪声由OEO决定。在简单结构实验的条件下,有效实现了OEO输出频率精细调谐。实验结果表明,当光纤长为2km、EGRR长为0.5m时,得到了频率为11.3GHz、边模抑制比(SMSR)为48dB、可调谐范围为239MHz、调谐最小步长为100kHz和相位噪声为-99dBc/Hz@10kHz的RF信号。