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新型光电振荡器研究

作　者: 徐伟
导　师: 金韬
学　校: 浙江大学
专　业: 电子科学与技术
关键词: 光电振荡器耦合式光电振荡器倍频光电振荡器相位噪声饱和光功率法
分类号: TN752
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 48次
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内容摘要

20世纪中叶,随着无线通信,光纤通信,雷达与电子战,航空航天,传感器等领域的迅速发展,微波源的频率稳定性和频谱纯度显得越来越重要,因此新型微波源技术的研究受到世界各国科学家的普遍重视。与传统的微波振荡器相比,光电振荡器(Optoelectronic Oscillator)利用长光纤的高Q值特性和滤波器的选模特性,不仅能输出低抖动的光脉冲信号,而且能产生低相位噪声的微波信号。本文首先针对光电振荡器(OEO)的工作原理进行了研究,分析了常规的光电振荡器的结构和性能,比较了它们之间的优点与不足。同时,本文进行了耦合式光电振荡器(COEO)的理论分析和实验研究,实验结果表明振荡频率由光环行腔的腔长决定。其次,本文利用双调制器搭建了基于非线性耦合双环的倍频光电振荡器(FM-OEO),给出了理论分析,测试了基频信号与倍频信号的相位噪声。实验中得到了10GHz和20GHz的微波信号,相位噪声在偏移中心频率10kHz处分别达到了-121dBc/Hz和-112.8dBc/Hz.10GHz基频信号的边模抑制比达到了70dB。最后,本文阐述了OEO的相位噪声的定义、来源以及测量方法。为了降低OEO输出微波信号的相位噪声,提出了相应的改进方案,并且进行了实验研究。通过增加激光源的光功率,使输入光电探测器(PD)的光功率处于饱和状态,降低激光器相对强度噪声对微波信号相位噪声的影响。

全文目录

致谢  4-5
摘要  5-6
Abstract  6-7
图目录  7-9
表目录  9-10
目录  10-12
第一章绪论  12-21
  1.1 研究背景  12-13
  1.2 光生微波技术的发展概况  13-17
  1.3 光电振荡器的国内外研究现状  17-20
  1.4 论文安排  20-21
第二章光电振荡器的技术研究  21-40
  2.1 光电振荡器的基本原理  21-22
  2.2 光电振荡器的性能分析  22-29
    2.2.1 光电振荡器的起振阈值  22-23
    2.2.2 光电振荡器输出响应的线性化  23-25
    2.2.3 光电振荡器的振荡频率与振幅  25-27
    2.2.4 光电振荡器的频谱和噪声特性  27-29
  2.3 常见的光电振荡器结构  29-39
    2.3.1 双环路光电振荡器  29-31
    2.3.2 主从式光电振荡器  31-32
    2.3.3 耦合式光电振荡器  32-38
    2.3.4 紧凑型光电振荡器  38-39
  2.4 本章小结  39-40
第三章倍频光电振荡器的结构和性能分析  40-50
  3.1 高频微波源技术  40-41
  3.2 基于非线性耦合双环的倍频光电振荡器  41-48
    3.2.1 倍频光电振荡器的理论分析  41-45
    3.2.2 倍频光电振荡器的实验分析  45-48
  3.3 本章小结  48-50
第四章光电振荡器的相位噪声以及性能改进  50-62
  4.1 光电振荡器的相位噪声概述  50-58
    4.1.1 相位噪声的定义与表征  50-52
    4.1.2 光电振荡器的噪声来源  52-53
    4.1.3 光电振荡器的相位噪声测量方法  53-58
  4.2 基于饱和光功率法的相位噪声改进方法  58-61
    4.2.1 饱和光功率法的理论分析  58-60
    4.2.2 饱和光功率法的实验分析  60-61
  4.3 本章小结  61-62
第五章总结与展望  62-65
  5.1 总结  62-63
  5.2 存在的不足与展望  63-65
参考文献  65-70
在校期间发表的论文  70

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