【摘要】：當(dāng)今社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了信息化的時(shí)代,射頻信號(hào)的廣泛應(yīng)用是信息化時(shí)代的重要特征之一。射頻信號(hào)在基礎(chǔ)科研、無(wú)線通信、生物成像、雷達(dá)系統(tǒng)中都具有重要的應(yīng)用。通信速率日益增長(zhǎng)、高質(zhì)量的生物成像、高分辨率的雷達(dá)系統(tǒng)都對(duì)射頻信號(hào)的質(zhì)量和帶寬產(chǎn)生了重大的需求�；趥鹘y(tǒng)電子學(xué)技術(shù)產(chǎn)生的射頻信號(hào)已經(jīng)不能滿足上述需求。光子學(xué)輔助射頻信號(hào)產(chǎn)生技術(shù)因其在信號(hào)質(zhì)量、帶寬、可集成化、以及低功耗方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)備受關(guān)注。本文對(duì)基于光子技術(shù)的寬帶射頻信號(hào)產(chǎn)生技術(shù)展開(kāi)研究�；陲w秒激光器的光生微波技術(shù)可獲得目前頻譜純度最好的微波信號(hào),但其在寬帶、快速調(diào)諧方面仍顯不足。而現(xiàn)代電子系統(tǒng)中往往對(duì)信號(hào)源具有低相噪、寬帶覆蓋、頻率快速切換等要求�，F(xiàn)有的技術(shù)方案在寬帶調(diào)諧以及頻率快速切換方面仍顯得不足。本文提出一種基于頻率變換對(duì)技術(shù)以實(shí)現(xiàn)從飛秒激光器光生微波中任意階諧波的低相噪提取。相比已有技術(shù),基于頻率變換對(duì)的光生微波技術(shù)具有以下優(yōu)勢(shì):(1)高效的AM-PM耦合噪聲抑制;(2)寬帶的頻率調(diào)諧范圍、以及快速的調(diào)諧速度;(3)高效的光電轉(zhuǎn)換效率。本文首次提出了一種新型的啁啾振蕩光電振蕩器(OEO),這種OEO突破了傳統(tǒng)OEO在產(chǎn)生頻率捷變信號(hào)方面的限制,其腔內(nèi)能夠支持大量模式同時(shí)穩(wěn)定振蕩。我們引入了一個(gè)掃頻的濾波器以替換傳統(tǒng)OEO中的靜態(tài)濾波器,掃頻濾波器迫使這些振蕩縱模之間的幅度和相位具有特定的值,從而獲得所需的信號(hào)。特別地,啁啾振蕩OEO能夠?qū)崿F(xiàn)大帶寬、大時(shí)延、低噪聲的調(diào)頻信號(hào)產(chǎn)生,雷達(dá)、通信等系統(tǒng)有望從中獲得性能的提升。傳統(tǒng)針對(duì)OEO的研究集中在連續(xù)、單頻的微波信號(hào)產(chǎn)生上,啁啾振蕩的OEO的提出擴(kuò)展了OEO的研究方向,為OEO產(chǎn)生更復(fù)雜的波形、實(shí)現(xiàn)更多樣的功能提供了原型。在傳統(tǒng)的基于延時(shí)線的振蕩器中,由于腔內(nèi)信號(hào)的相位線性/準(zhǔn)線性演化,其固有頻率受限于腔的延時(shí),其輸出頻率只能是特定的離散的頻率點(diǎn)。本文首次提出了另外一種新型的OEO,即光電參量振蕩器(OEPO)。通過(guò)在傳統(tǒng)的OEO中引入非線性的參量過(guò)程,使得信號(hào)在腔內(nèi)傳播時(shí)經(jīng)歷非線性的相位跳變,最終使得振蕩的縱模不再受限于腔的延時(shí)。OEPO可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的多縱模同時(shí)振蕩,輸出寬帶的微波信號(hào)。在不改變腔長(zhǎng)的條件下,通過(guò)引入非線性的相移,OEPO可以實(shí)現(xiàn)對(duì)振蕩頻率的任意調(diào)諧,這突破了基于延時(shí)線的振蕩器起振頻率的離散性。
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN911.2
【圖文】：

即使原信號(hào)的噪聲性能較差，通過(guò)分頻也可以獲得相應(yīng)的相噪壓縮。例如，２００ＴＨＺ的逡逑光頻分頻到１０ＧＨｚ，可獲得８６ｄＢ的相噪壓縮，因而即使光頻振蕩的噪聲較差，仍可逡逑獲得足夠好的射頻信號(hào)。這種技術(shù)思路的關(guān)鍵是找到分頻的技術(shù)手段。圖１－２展示了逡逑－３邋－逡逑

式中為振蕩器的幅度波動(dòng)，爐⑴為其相位抖動(dòng)。通常，兩者的相對(duì)波動(dòng)都滿足逡逑｜ａｐ；）｜？ｌ，＾／）｜？１。從頻譜上看，理想的振蕩器的輸出在數(shù)學(xué)上為狄拉克函數(shù)，可逡逑以寫為如圖２－１所示。而實(shí)際的振蕩器輸出，由于幅度和波動(dòng)相位上的抖逡逑動(dòng)，其頻譜會(huì)被展寬。逡逑－９邋－逡逑

仍有相應(yīng)要求。逡逑２）基于光注入鎖定（ＯＩＬ）激光拍頻技術(shù)逡逑光注入鎖定是另外一種關(guān)聯(lián)不同光頻信號(hào)的技術(shù)。其基本結(jié)構(gòu)如圖２－３。利用頻逡逑率為／？ｆ的外部信號(hào)調(diào)制主激光器。當(dāng)射頻信號(hào)功率較大的時(shí)候，主激光器輸出的光逡逑信號(hào)具有明顯的高階邊帶。將輸出的光信號(hào)注入到另外一個(gè)激光器中（從激光器），逡逑當(dāng)調(diào)制信號(hào)的頻率滿足一定的條件時(shí)，其高階的頻率分量剛好與從激光器的固有頻率逡逑相同，使得從激光器的振蕩頻率鎖定到主激光器的某一高階邊帶上。這過(guò)程實(shí)際上是逡逑由主激光器提供從激光器種子光，因此從激光器振蕩的光信號(hào)與激光器鎖定。主激光逡逑器與從激光器的輸出進(jìn)行拍頻得到頻率為ｉ／ｍ的高階諧波，ｎ為整數(shù)。由于從激光器逡逑的光信號(hào)是以主激光器的注入信號(hào)作為種子的，因此主從激光器之間具有良好的相干逡逑性

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本文編號(hào)：2751636