论文题目：基于双偏振调制器的倍频光电振荡器的研究
摘要：随着信息时代的到来,人们一直探索如何利用光学与射频技术来解决在通信与信息技术的发展过程中遇到的问题。微波光子学在这一时期得到了飞速的发展。作为微波光子学的重要组成部分—光电振荡器（OEO）可以有效打破“电子瓶颈”,一举成为了研究热点。OEO相对于传统的振荡器,其优点在于可以产生更优质的微波信号,具有低相位噪声、宽调谐范围、高频谱纯度和抗电磁干扰等特点。然而,工作频率受限于OEO中器件带宽。因此,展开对倍频光电振荡器（FD-OEO）的研究可以解决频率受限问题,具有重要的科研和现实意义。本文先从背景出发,引出OEO的研究价值和意义。随后对近些年来国内外科研人员对OEO倍频系统做出的贡献进行介绍。在此基础上,说明本文的研究内容。接着详细介绍了经典OEO模型的工作原理,并从理论上对OEO的三大关键特性进行分析。随后对倍频光电振荡器中的关键器件进行了介绍。最后提出了两种基于双偏振调制器实现二倍频光电振荡器的方法:1.基于载波抑制的二倍频光电振荡器。X-MZM工作在最小偏置点,得到载波抑制双边带信号（CS-DSB）,Y-MZM工作在最大偏置点,得到光载波信号。两路光信号呈偏振正交状态。在OEO环路中,两偏振正交信号通过偏振操作后,两信号的偏振方向重新一致,形成普通的双边带（DSB）信号。通过电带通滤波器选频,产生基频的振荡信号。在倍频支路中,只允许通过X偏振方向的CS-DSB信号,经探测器得到二倍频信号。经过实验,系统可以输出频率可调谐、抑制比为41 d B的二倍频信号。2.基于载波相消的二倍频光电振荡器。X-MZM工作在正交偏置点,得到DSB信号。Y-MZM工作在最大偏置点,得到光载波信号。在OEO环路中,偏振正交信号经偏振操作后,得到DSB信号。经滤波器选频,得到基频振荡信号。在倍频支路中,经偏振操作将两偏振正交信号的光载波相消,得到CS-DSB信号,经探测器得到二倍频信号。实验结果显示,系统输出的二倍频信号的抑制比在40 d B左右,相位噪声为-91.25 d Bc/Hz,稳定度为2.3×10-7。
关键词：双偏振调制器;载波抑制;偏振正交;载波相消;二倍频光电振荡器
学科专业：光学工程（专业学位）
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 微波光子学概述
1.1.2 光生微波技术
1.2 国内外研究现状
1.2.1 光电振荡器的研究进展
1.2.2 倍频光电振荡器的研究现状
1.3 本文主要内容和工作安排
第二章 光电振荡器基础原理
2.1 光电振荡器的理论结构模型
2.2 光电振荡器的理论基础
2.2.1 光电振荡器的阈值条件
2.2.2 光电振荡器的相位条件
2.2.3 光电振荡器的谐振腔特性参数
2.3 主要器件
2.3.1 相位调制器
2.3.2 强度调制器
2.3.3 双偏振调制器
2.3.4 偏振器件
2.3.5 光电探测器
2.4 本章小结
第三章 基于载波抑制的二倍频光电振荡器
3.1 基于载波抑制的倍频系统的设计
3.1.1 系统结构
3.1.2 原理分析
3.2 系统搭建与实验验证分析
3.2.1 调制信号
3.2.2 基频信号
3.2.3 检偏器光轴方向对基频信号能量影响的仿真验证
3.2.4 倍频信号
3.2.5 相位噪声
3.3 本章小结
第四章 基于载波相消的二倍频光电振荡器
4.1 基于载波相消的倍频系统的设计
4.1.1 系统结构
4.1.2 原理分析
4.2 实验结果分析
4.2.1 调制信号
4.2.2 基频信号
4.2.3 检偏器光轴方向对基频信号能量影响的仿真验证
4.2.4 倍频信号
4.2.5 相位噪声
4.2.6 信号稳定性
4.3 本章小结
第五章 总结与展望
5.1 工作总结
5.2 论文不足
5.3 研究展望
参考文献
致谢