C波段低相位噪声高温超导介质振荡器

高温超导技术在现代军用、民用电子系统中的应用日益广泛,文中的设计应用超导技术制作了一个振荡器,该振荡器具有极低的相位噪声,在77K温区,该振荡器工作频率5.012GHz,偏离载频1kHz处相位噪声达-129.8dBc/Hz.     

长光纤环高性能光电振荡器研究

提出了采用多个长光纤环实现高性能光电振荡器的方法,通过合理的长度设计,多个长光纤环能够降低光电振荡器的相位噪声,同时提高边模抑制比。理论分析了多个长光纤环实现高性能光电振荡器的可行性,并构建了实验系统。在实验中,利用3个大于4km的长光纤环构建光电振荡器,实现了频率10GHz的微波信号,其相位噪声在频偏10kHz处达到了-130dBc/Hz,边模抑制比达到了60dBc。实验结果与理论分析一致,证明了该方法的正确性。     

光电振荡器中锁相环和注入锁定技术的比较和优化

分析比较了基于锁相环技术和基于注入锁定技术的两种光电振荡器的特性,推导了两种光电振荡器的噪声传递函数,并进行了实验验证,得出了这两种技术应用于光电振荡器的相似性和各自的优缺点.由于光纤对温度的高敏感性,采用这两种技术的光电振荡器都存在着易失锁的问题.为解决这一问题,分别分析了两种光电振荡器输出信号与参考信号间的相位关系,基于此关系设计了锁定状态监测和反馈系统,并实验验证了系统的有效性.     

光电振荡器相位噪声和频率稳定性研究进展

光电振荡器(OEO)具有低噪声、高频率稳定性和抗电磁干扰的优势,突破了电子技术产生微波信号频率限制和信号稳定性差、噪声大的瓶颈,成为微波光子学研究热点之一。研究了光电振荡器的基本原理、理论模型、实现方法等关键技术以及应用。提出了OEO应用于微波信号处理系统亟需解决的多光路降噪、光纤温度和应力补偿、光电集成等关键技术及其解决方案。     

一种倍频光电振荡器的实现方法

提出了一种利用电光调制器的非线性效应实现光电振荡器倍频输出的方法,通过在光电振荡环路中引入微波分频器,使得利用低频率的电光调制器有可能产生高频率的微波倍频信号输出,从而降低了振荡频率对调制器工作频率的要求。理论和实验研究表明,在微波信号输入功率较低时,调制器将引入较大的附加噪声,会严重恶化光电振荡器输出的倍频微波信号的相位噪声。通过在振荡反馈环路中增加一个微波放大器,减小附加噪声,能够极大地改善倍频信号的相位噪声。当环路光纤为1km时,产生的9GHz倍频信号相位噪声在10kHz频率偏移时达到-104dBc/Hz,比典型光电振荡环路恶化了6dB,同时,保持了较高的输出功率。实验结果与理论分析基本一致,证明了该倍频输出光电振荡器的可行性。     

一种新型双环路光电振荡器

利用偏振分束器(PBS)和合束器(PBC)在不增加有源器件的基础上设计了一种双环路光电振荡器。该振荡器可以同时产生光、电两种输出。由于没有增加有源器件,可以避免附加电噪声的引入。此外,光载波在光域中是正交耦合,消除了随机干涉和拍噪声对振荡频率的影响。通过理论分析,双环结构的光电振荡器可以有效抑制每一单环路中起振的边模。经过实验对比,采用双环结构可以把边模抑制比提高30~70 dB。最后,利用该方案和普通商用器件得到了中心频率为12 GHz的振荡,测得边模抑制比为50~70 dB,相位噪声为-93 dBc/Hz at10kHz,Q值达到1010。     

基于改进光电振荡器结构的超短光帧时钟脉冲提取

研究了一种基于双相位调制器(PM)结构的光电振荡器(OEO)。利用OEO提取的电时钟对外加的连续光进行相位调制,再经过光带通滤波器(OBPF)进行偏移滤波,产生了脉宽为7.6ps的光脉冲。随后进入由相位调制器和单模光纤(SMF)组成的脉冲压缩器进行脉冲压缩,从而得到脉宽很窄的光帧时钟。实验中,成功实现了从4×25Gbit/s信号中同时提取出25GHz的光时钟和电时钟。光时钟的脉冲宽度为3.1ps,占空比为7.75%,时间抖动为135fs(100Hz~10MHz)。电时钟载噪比为61.7dB,时间抖动为118fs(100Hz~10MHz)。     

基于平面光波导谐振腔的可调谐光电振荡器

提出了一种基于平面光波导谐振腔的可调谐光电振荡器.该振荡器中,相位调制器串联光波导谐振腔,取代了传统系统中的强度调制器、长光纤和滤波器.由于光学谐振腔对光子频率和相位敏感,调节激光器改变输出光的波长,不仅可以调制光的强度,还可以对微波光子进行选频输出.当光子在波导腔中发生谐振时,产生很强的延时特性,可以取代传统系统中的长光纤.整个光电振荡器系统体积为长29.5cm、宽21cm、高7cm.实验中,改变0.1pm的光子波长,能够产生步长为12.535.5 MHz的调谐,调谐范围达2 GHz,且系统能够产生10 GHz的微波信号,在中心频率为10 GHz处其相位噪声为-109.7dBc/Hz@10kHz.该研究为光电振荡器的小型化和实用化提供了一种新的思路.     

傅里叶域锁模光电振荡器的锁模匹配精度研究

为研究傅里叶域锁模光电振荡器(FDML OEO)的锁模匹配精度,首先通过分析FDML OEO在滤波器调谐周期与环路延迟时间整倍数存在误差时的起振过程,研究建立FDML OEO开环增益、可调滤波器半波带宽、扫频输出带宽与傅里叶域锁模匹配精度之间的关系;随后选取FDML OEO的输出线性扫频信号延时自外差拍频信号的相位噪声作为振荡器输出信号质量的评价参数。通过实验验证FDML OEO中可调谐滤波器半波带宽、系统开环增益与傅里叶域锁模匹配精度之间的关系;实验分析了傅里叶域匹配精度对FDML OEO输出射频信号带宽的影响。实验结果与理论相一致,结果表明：可调谐滤波器的半波带宽越大,开环增益越大,傅里叶域锁模的匹配精度要求越低;傅里叶域锁模输出频率范围越大,对傅里叶域锁模的匹配精度要求越高;失谐情况越严重,FDML OEO可实现的最大扫频范围将越小。该研究结果为宽带、低相噪FDML OEO的发展提供了重要的技术理论参考。     

非临界相位匹配KTP光学参量振荡器的研究

对电光调Q(Ce,Nd):YAG激光抽运内腔非临界相位匹配(NCPM)光参量振荡器(IOPO)进行了实验研究,实验发现IOPO输出光波长为532 nm、632 nm、1 064 nm、1 100 nm和1 571 nm 5种。OPO输出镜对信号光反射率较大时,信号光出现多脉冲,可以通过控制信号光反射率,使信号光为单脉冲。信号光能量随着抽运能量增加到一定值后出现饱和。     

利用振幅调制器进行光电负反馈抑制激光强度噪声

采用振幅调制器作为抑制激光强度噪声的元件，首先对光电负反馈回路进行了简要的理论分析，然后利用该光电负反馈进行抑制激光二极管抽运全固化单频环形Nd:YVO4红外激光器强度噪声的实验。结果表明，在0－1MHz的低频段，强度噪声大幅度降低，最大降低约15dB。     

Noise Effects on Oscillator Network of Transcription Regulators

Based on the model describing the regulation of the PRM operator region of λ phage proposed by Jeff Hastyet al., we study the noise effects on the oscillator network. We find that the additive noise cannot change the period andthe amplitude of the relaxation oscillator, but in the multiplicative case, the period of the relaxation oscillator increasesto a constant value with the increase of the strength of noise, and the amplitude of the relaxation oscillator also showsincreases with the increase of the strength of noise. This novel results suggest that an external multiplicative noise sourcecould be used to control gene expression.     

Noise Effects on Oscillator Network of Transcription Regulators

Based on the model describing the regulation of the P_RM operator region of λ phage proposed by Jeff Hasty et al., we study the noise effects on the oscillator network. We find that the additive noise cannot change the period and the amplitude of the relaxation oscillator, but in the multiplicative case, the period of the relaxation oscillator increases to a constant value with the increase of the strength of noise, and the amplitude of the relaxation oscillator also shows increases with the increase of the strength of noise. This novel results suggest that an external multiplicative noise source could be used to control gene expression.     

一种用于铷原子频标的小型化低噪声10 MHz晶体振荡器设计

本文设计了一种应用于铷原子频标的小型化低噪声石英晶体振荡器,其振荡电路采用柯尔匹兹并联形式和SC切晶体谐振器．基于Leeson模型对石英晶体振荡器相位噪声进行分析,并利用ADS射频仿真软件对振荡电路进行仿真模拟,为振荡器设计与调试提供指导．最终实现体积为22 mm×28.5 mm×13 mm低噪声晶体振荡器,它具有良好的相位噪声特性,其近端相噪为-102.7 dBc/Hz@1 Hz、远端相噪为-164.2 dBc/Hz@10 kHz,且实测短期频率稳定度为1.73×10^-12/s.     

红宝石相位共轭激光器泵浦的KTP光学参量振荡器

光参量振荡器的阈值与泵浦光的光束质量有极大的关系,为降低光学参量振荡器起振阈值,本实验将受激布里渊散射相位共轭效应引入光学参量振荡器的泵浦源中,以改善光束质量,使光学参量振荡器振荡阈值降低到原来的２５％－７％。     

相位共轭激光对光学参变振荡器阈值影响的分析

实验上利用受激布里渊散射相位共轭Nd∶YAG激光器抽运KTP非临界相位匹配 (θ =90° ,φ =0 )光学参变振荡器 ,起振阈值比用普通激光器抽运降低 5 0 %。理论上根据受激布里渊散射后向散射光的空间、时间分布特性 ,即光束质量的改善和特殊的窄脉宽、陡前沿脉冲分布 ,分析了这些因素对单共振光学参变振荡器阈值性能的影响     

Characteristics of the Phase Noise Correlation of Injection Locked Lasers for RF Signal Generation and Transmission

Theoretical and experimental results on phase noise characteristics of an optical radio-frequency generation and transmission system using heterodyne photo-detection and side band injection locking is reported. Optical phase noise correlation of the lasers is achieved by noise transfer from a modulated master laser. Our investigation takes into account phase noise enhancement in optical comb generation, injection dynamic, path delay, and fiber dispersion. Theoretical expressions are derived from an adiabatic approximation and compared with experimental measures.     

法布里-珀罗腔对相位噪声测量的影响

从理论上讨论了通过法布里－珀罗腔将输入场的相位噪声转换为强度噪声的过程。分析了腔参数对输入场相位噪声测量的影响，并对自由运转时单模量子阱激光器相位噪声进行了测量。