基于调制光注入半导体激光器产生宽带可调谐微波频率梳

提出并实验研究了一种宽带可调谐微波频率梳(MFC)的产生方案。首先,通过单频电信号调制一个分布反馈半导体激光器(DFB-SL1),可以得到包含多条梳线的种子光学频率梳(OFC);然后,将种子OFC送入一个受同样单频信号驱动的相位调制器,可得到具有更多梳线的优化OFC;最后,将优化OFC注入到另一个DFB-SL(DFB-SL2)中,其输出通过光电转换后以获得宽带MFC。实验结果表明,采用频率为2.9 GHz的单频电信号,通过优化注入功率和两个DFB-SLs之间的频率失谐,可以获得幅度变化在±5 dB内带宽为55.1 GHz的MFC,且每条梳线的相位噪声均低于-98.66 dBc/Hz@10 kHz。通过改变单频电信号的频率并选择合适的工作参数,可以产生梳距可调谐的宽带MFC。

基于双环混频光电振荡器的可调谐微波频率梳产生

随着无线通信的速率提升和微蜂窝趋势,光载微波技术已经成为重要的发展趋势,而光生多载波系统是光载微波的最重要的技术之一.本文提出了一种基于双环混频光电振荡器(OEO)的可调谐光载微波频率梳产生方案,可同时实现多频段微波信号产生,从而高效低成本地为无线节点提供光生微波载波.方案采用混频双环OEO系统,通过工作在增益开关状态的直调激光器,利用其非线性动态特性产生多频率光载微波频率梳信号,并采用双路微波滤波器分别滤出两个相邻频率的微波信号,并利用二者的差频反馈注入直调激光器构成光电谐振.利用偏振双环结构抑制长谐振腔引起的边模问题,提高了输出信号的噪声特性.经过实验分析,得到了低相噪的多路微波信号,并最终实现了间隔797.4 MHz的稳定的微波频率梳信号,一阶载波相位噪声低于-101.7 dBc/Hz@10 kHz,-115.2 dBc/Hz@50 kHz.因此该方案产生的光载微波频率梳信号具有低噪声的优点,适用于光载微波通信系统.

级联光注入半导体激光器产生超宽带微波频率梳

利用光注入半导体激光器的单周期振荡与多周期振荡状态,提出了一种级联光注入半导体激光器产生超宽带微波频率梳的方案。将由连续光注入激光器产生的光频率梳注入到另一个从激光器中,再次利用激光器的光注入效应,拓宽所产生的微波频率梳带宽。光注入半导体激光器速率方程的数值研究表明,二次注入时,选取合适的注入参数,微波频率梳在幅值变化分别为±2.5dB,±5dB,±10dB范围内,带宽可达到52,65,97GHz。因此,所提级联注入方案可以获得平坦的超宽带微波频率梳。

基于级联MZM光学回路产生高性能微波频率梳

为产生高性能微波频率梳(MFC),基于级联马赫-曾德尔调制器(MZM)光学回路系统,提出一种利用光梳外差法产生可调谐MFC的方案。将连续光通过耦合器注入到级联MZM光学回路中调制,最终产生光学频率梳(OFC),再将生成的OFC在光电探测器中拍频获得MFC。对该方案建立了理论模型,利用光通信系统设计软件Optisystem研究了光源功率、光源线宽和射频驱动信号(RF)频率等参数对输出MFC的性能的影响。结果表明,合理地调节光源、RF等器件参数,可以获得带宽为300 GHz、平坦度为0.12 dB、功率达22.49 dBm的MFC。该方案结构简单,易于实现,通过调节RF信号的频率,就可以得到梳距可调谐的MFC。

基于微波锁模的超低噪声微波频率梳的产生

提出了一种利用微波主动锁模的光电振荡器产生微波频率梳的方案,该方案采用传统的光电振荡器(OEO)作为振荡器,利用混频器从外部加入微波调制信号,形成对光电振荡器振荡模式的模式锁定,从而实现微波主动锁模,此时振荡器就产生了一系列频率间隔相等的频率梳。在腔长为1 km时,实验得到了频率间隔为201.2 kHz的微波频率梳信号,其一阶边带相位噪声小于-97.2 dBc/Hz@1 kHz和-116.721 dBc/Hz@10 kHz,单个频率的线宽约为10 Hz。与传统的微波频率梳产生方式相比,该方案的相位噪声指标有很大提高,并且通过改变OEO腔长以及调制信号频率,实现了高次谐波锁模,得到了从100 kHz到6 MHz的不同信号间隔的微波频率梳信号。