有源环形谐振腔辅助滤波的单模光电振荡器

李红霞; 江阳; 白光富; 单媛媛; 梁建惠; 马闯; 贾振蓉; 訾月姣

doi:10.7498/aps.64.044202

摘要

提出并验证了一种有源环形谐振腔辅助滤波的光电振荡器. 它利用有源环形谐振腔提供的高Q光学梳状频率响应特性, 对振荡器中的光信号模式进行选择, 能有效地提高输出信号的边模抑制比, 获得光电振荡器的单模输出. 理论上, 对光电振荡器的起振模式以及有源腔的频率响应进行了分析, 仿真结果表明有源环形谐振腔的辅助滤波有利于光电振荡器的边模抑制和单模输出. 在实验上, 通过对比验证了理论的预期结果, 并最终得到中心频率为20 GHz, 边模抑制比为58.83 dB, 在频偏10 kHz处相位噪声为-97 dBc/Hz的单模信号输出. 该方案保留了已有光电振荡器边模抑制方法的优势, 实现方法上更加简便, 在工作带宽和可调谐性方面具备良好的灵活性.

关键词:

Abstract

In this paper, a single mode optoelectronic oscillator assisted by active ring resonance cavity filtering is presented and verified. Using the high Q optical comb frequency response to select the oscillation mode of an optoelectronic oscillator, the system can effectively suppress the side-mode and generate single mode signal. Theoretically, the optoelectronic oscillator oscillation mode and the frequency response of the active cavity are analyzed. The simulation results show that the active ring resonance cavity filtering is of benefit to the side-mode suppression and single mode output in an optoelectronic oscillator system. By comparing with experimental result, the theoretical prediction is verified. The output of a 20 GHz single-mode signal with a side-mode suppression ratio of 58.83 dB and a phase noise of -97 dBc/Hz at 10 kHz from carrier is also obtained. This scheme has the advantages of the existing optoelectronic oscillator side-mode suppression methods. In addition, it has more convenient manipulation, and good flexibility and tunability.

Keywords:

作者及机构信息

1.
贵州大学大数据与信息工程学院通信系, 贵阳 550025;

2.
贵州大学理学院物理系, 贵阳 550025

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61061004, 61465002)和教育部新世纪优秀人才支持计划(批准号: NCET-10-0099)资助的课题.

Authors and contacts

1.
Department of Communications, College of Big Data and Information Engineering, Guizhou University, Guiyang 550025, China;

2.
Department of Physics, College of Science, Guizhou University, Guiyang 550025, China

Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 61061004, 61465002) and the Program for New Century Excellent Talents in University of Ministry of Education of China (Grant No. NCET-10-0099).

参考文献

[1]	Yao J P 2009 J. Lightwave Technol. 27 314
[2]	Smith S D, Neale R F 1993 Optical Information Technology (Edinburgh: Springer) p328
[3]	Sun B, Yu J L, Wang J, Miao W, Meng T H, Wang W R, Yang E Z 2012 Chin. J. Lasers. 39 0305010 (in Chinese) [孙斌, 于晋龙, 王菊, 苗旺, 孟天晖, 王文睿, 杨恩泽 2012 中国激光 39 0305010]
[4]	Yao X S, Maleki L 1996 J. Opt. Soc. Am. B 13 1725
[5]	Yao X S, Maleki L 1994 Electron. Lett. 30 1525
[6]	Yao X S, Maleki L 1996 Opt. Lett. 21 483
[7]	Li K, Wang A B, Zhao T, Wang Y C 2013 Acta Phys. Sin. 62 144207 (in Chinese) [李凯, 王安帮, 赵彤, 王云才 2013 物理学报 62 144207]
[8]	Jiang Y, Bai G F, Li H W, Zhou Z Y, Xu J, Wang S Y 2013 IEEE Photon. Technol. Lett. 25 382
[9]	Jiang Y, Yu J L, Hu L, Zhang L 2008 Laser Optoelectron. Prog. 10 39 (in Chinese) [江阳, 于晋龙, 胡林, 张莉 2008 激光与光电子学进展 10 39]
[10]	Djordjev K, Choi S J, Choi S J, Dapkus P D 2002 IEEE Photon. Technol. Lett. 14 828
[11]	Chen J X, Chen S Y, Shi Y, Yan B, Xu J X 2013 Acta Opt. Sin. 33 0706016 (in Chinese) [陈吉欣, 陈少勇, 师勇, 鄢勃, 徐嘉鑫 2013 光学学报 33 0706016]
[12]	Yao X S, Maleki L 2000 J. Quant. Electron. 36 79
[13]	Zhou W M, Blasche G 2005 IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 53 929
[14]	Jiang Y, Yu J L, Wang Y T, Zhang L T, Yang E Z 2007 IEEE Photon. Technol. Lett. 19 807
[15]	Eliyahu D, Sariri K, Taylor J, Maleki L 2003 Proceedings of SPIE San Jose, USA, January 25, 2003 p139
[16]	Liu M T, Yang A Y, Sun Y N 2009 Acta Phys. Sin. 58 980 (in Chinese) [刘茂桐, 杨爱英, 孙雨南 2009 物理学报 58 980]
[17]	Zhang X L, Sun J Q, Liu D M, Huang D X 2000 Acta Phys. Sin. 49 741 (in Chinese) [张新亮, 孙军强, 刘德明, 黄德修 2000 物理学报 49 741]
[18]	Dong J J, Luo B W, Huang D X, Zhang X L 2012 Chin. Phys. B 21 043201
[19]	Ma L, Zhu H L, Liang S, Zhao L J, Chen M H 2013 Chin. Phys. B 22 054211

施引文献

[1]	Yao J P 2009 J. Lightwave Technol. 27 314
[2]	Smith S D, Neale R F 1993 Optical Information Technology (Edinburgh: Springer) p328
[3]	Sun B, Yu J L, Wang J, Miao W, Meng T H, Wang W R, Yang E Z 2012 Chin. J. Lasers. 39 0305010 (in Chinese) [孙斌, 于晋龙, 王菊, 苗旺, 孟天晖, 王文睿, 杨恩泽 2012 中国激光 39 0305010]
[4]	Yao X S, Maleki L 1996 J. Opt. Soc. Am. B 13 1725
[5]	Yao X S, Maleki L 1994 Electron. Lett. 30 1525
[6]	Yao X S, Maleki L 1996 Opt. Lett. 21 483
[7]	Li K, Wang A B, Zhao T, Wang Y C 2013 Acta Phys. Sin. 62 144207 (in Chinese) [李凯, 王安帮, 赵彤, 王云才 2013 物理学报 62 144207]
[8]	Jiang Y, Bai G F, Li H W, Zhou Z Y, Xu J, Wang S Y 2013 IEEE Photon. Technol. Lett. 25 382
[9]	Jiang Y, Yu J L, Hu L, Zhang L 2008 Laser Optoelectron. Prog. 10 39 (in Chinese) [江阳, 于晋龙, 胡林, 张莉 2008 激光与光电子学进展 10 39]
[10]	Djordjev K, Choi S J, Choi S J, Dapkus P D 2002 IEEE Photon. Technol. Lett. 14 828
[11]	Chen J X, Chen S Y, Shi Y, Yan B, Xu J X 2013 Acta Opt. Sin. 33 0706016 (in Chinese) [陈吉欣, 陈少勇, 师勇, 鄢勃, 徐嘉鑫 2013 光学学报 33 0706016]
[12]	Yao X S, Maleki L 2000 J. Quant. Electron. 36 79
[13]	Zhou W M, Blasche G 2005 IEEE Trans. Microw. Theory Tech. 53 929
[14]	Jiang Y, Yu J L, Wang Y T, Zhang L T, Yang E Z 2007 IEEE Photon. Technol. Lett. 19 807
[15]	Eliyahu D, Sariri K, Taylor J, Maleki L 2003 Proceedings of SPIE San Jose, USA, January 25, 2003 p139
[16]	Liu M T, Yang A Y, Sun Y N 2009 Acta Phys. Sin. 58 980 (in Chinese) [刘茂桐, 杨爱英, 孙雨南 2009 物理学报 58 980]
[17]	Zhang X L, Sun J Q, Liu D M, Huang D X 2000 Acta Phys. Sin. 49 741 (in Chinese) [张新亮, 孙军强, 刘德明, 黄德修 2000 物理学报 49 741]
[18]	Dong J J, Luo B W, Huang D X, Zhang X L 2012 Chin. Phys. B 21 043201
[19]	Ma L, Zhu H L, Liang S, Zhao L J, Chen M H 2013 Chin. Phys. B 22 054211

[1]	吴航, 陈燎, 舒学文, 张新亮. 基于飞秒激光加工长周期光栅的全光纤三阶轨道角动量模式的产生. 物理学报, 2023, 72(4): 044201. doi: 10.7498/aps.72.20221928
[2]	何乐, 褚应波, 戴能利, 李进延. 石英基L波段扩展掺铒光纤及其放大性能. 物理学报, 2022, 71(15): 154204. doi: 10.7498/aps.71.20220503
[3]	谢田元, 王菊, 王子雄, 马闯, 于洋, 李天宇, 方杰, 于晋龙. 基于交替起振光电振荡器的大量程高精度绝对距离测量技术. 物理学报, 2019, 68(13): 130601. doi: 10.7498/aps.68.20190238
[4]	麻艳娜, 黄添添, 王文睿, 宋开臣. 基于双环混频光电振荡器的可调谐微波频率梳产生. 物理学报, 2018, 67(23): 238401. doi: 10.7498/aps.67.20181582
[5]	黄港膑, 王菊, 王文睿, 贾石, 于晋龙. 一种基于串联谐振腔的高性能光电振荡器. 物理学报, 2016, 65(4): 044204. doi: 10.7498/aps.65.044204
[6]	陈雪梅, 张静, 易兴文, 曾登科, 杨合明, 邱昆. 基于数字相干叠加的相干光正交频分复用系统中光纤非线性容忍性研究. 物理学报, 2015, 64(14): 144203. doi: 10.7498/aps.64.144203
[7]	吴穹, 于晋龙, 王菊, 王文睿, 贾石, 黄港膑, 黑克非, 李丽娟. 一种基于微波谐振测量Sagnac效应的新方案. 物理学报, 2015, 64(4): 044205. doi: 10.7498/aps.64.044205
[8]	贾石, 于晋龙, 王菊, 王子雄, 陈斌. 重复频率可调谐的超低抖动光窄脉冲源的研究. 物理学报, 2015, 64(18): 184201. doi: 10.7498/aps.64.184201
[9]	贾石, 于晋龙, 王菊, 王文睿, 王子雄, 陈斌. 基于波长双环路结构的新型光电振荡器的研究. 物理学报, 2015, 64(15): 154204. doi: 10.7498/aps.64.154204
[10]	贾楠, 李唐军, 孙剑, 钟康平, 王目光. 双向使用高非线性光纤实现同时解复用出两路10 Gbit/s信号. 物理学报, 2014, 63(2): 024201. doi: 10.7498/aps.63.024201
[11]	李晶, 宁提纲, 裴丽, 简伟, 油海东, 陈宏尧, 张婵, 李超. 基于双平行马赫曾德调制器的动态可调光载波边带比光单边带调制：理论分析与实验研究. 物理学报, 2013, 62(22): 224210. doi: 10.7498/aps.62.224210
[12]	李凯, 王安帮, 赵彤, 王云才. 光电振荡器产生宽带混沌光的时延特征分析. 物理学报, 2013, 62(14): 144207. doi: 10.7498/aps.62.144207
[13]	刘娜, 席丽霞, 李建平, 张晓光, 田凤, 周浩. 一种提高基于循环频移器的多载波光源光信噪比的方案. 物理学报, 2012, 61(17): 174209. doi: 10.7498/aps.61.174209
[14]	李源, 成浩然, 李蔚, 余少华, 杨铸. 一种光纤通信系统中非线性克尔效应抑制新方法. 物理学报, 2012, 61(19): 194205. doi: 10.7498/aps.61.194205
[15]	王菊, 于晋龙, 罗俊, 王文睿, 韩丙辰, 吴波, 郭精忠, 杨恩泽. 基于信号抽运的光纤光参量放大的全光3R再生系统. 物理学报, 2011, 60(9): 091201. doi: 10.7498/aps.60.091201
[16]	李晶, 宁提纲, 裴丽, 周倩, 胡旭东, 祁春慧, 高嵩, 杨龙. 三角形谱啁啾光纤光栅的制备及其在光纤无线单边带调制系统中的应用. 物理学报, 2011, 60(5): 054203. doi: 10.7498/aps.60.054203
[17]	谭中伟, 曹继红, 陈勇, 刘艳, 宁提纲, 简水生. 低串扰的多波长光纤光栅色散补偿器. 物理学报, 2007, 56(1): 274-279. doi: 10.7498/aps.56.274
[18]	谭中伟, 宁提纲, 刘艳, 陈勇, 曹继红, 董小伟, 马丽娜, 简水生. 基于啁啾光纤光栅的色散管理. 物理学报, 2006, 55(6): 2799-2803. doi: 10.7498/aps.55.2799
[19]	谭中伟, 郑凯, 刘艳, 傅永军, 陈勇, 曹继红, 宁提纲, 董小伟, 马丽娜, 简水生. 基于啁啾光纤光栅的色散补偿器在超长距离密集波分复用系统中的应用. 物理学报, 2005, 54(11): 5218-5223. doi: 10.7498/aps.54.5218
[20]	曾　丽, 娄采云, 章恩耀. 偏振模色散模拟器的特性. 物理学报, 2005, 54(3): 1241-1246. doi: 10.7498/aps.54.1241

计量

文章访问数: 7629
PDF下载量: 372
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

搜索

留言板