【摘要】：當今社會已經(jīng)進入了信息化的時代,射頻信號的廣泛應用是信息化時代的重要特征之一。射頻信號在基礎科研、無線通信、生物成像、雷達系統(tǒng)中都具有重要的應用。通信速率日益增長、高質量的生物成像、高分辨率的雷達系統(tǒng)都對射頻信號的質量和帶寬產(chǎn)生了重大的需求�；趥鹘y(tǒng)電子學技術產(chǎn)生的射頻信號已經(jīng)不能滿足上述需求。光子學輔助射頻信號產(chǎn)生技術因其在信號質量、帶寬、可集成化、以及低功耗方面具有明顯的優(yōu)勢備受關注。本文對基于光子技術的寬帶射頻信號產(chǎn)生技術展開研究�；陲w秒激光器的光生微波技術可獲得目前頻譜純度最好的微波信號,但其在寬帶、快速調諧方面仍顯不足。而現(xiàn)代電子系統(tǒng)中往往對信號源具有低相噪、寬帶覆蓋、頻率快速切換等要求�，F(xiàn)有的技術方案在寬帶調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技術以實現(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,基于頻率變換對的光生微波技術具有以下優(yōu)勢:(1)高效的AM-PM耦合噪聲抑制;(2)寬帶的頻率調諧范圍、以及快速的調諧速度;(3)高效的光電轉換效率。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)生頻率捷變信號方面的限制,其腔內能夠支持大量模式同時穩(wěn)定振蕩。我們引入了一個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。特別地,啁啾振蕩OEO能夠實現(xiàn)大帶寬、大時延、低噪聲的調頻信號產(chǎn)生,雷達、通信等系統(tǒng)有望從中獲得性能的提升。傳統(tǒng)針對OEO的研究集中在連續(xù)、單頻的微波信號產(chǎn)生上,啁啾振蕩的OEO的提出擴展了OEO的研究方向,為OEO產(chǎn)生更復雜的波形、實現(xiàn)更多樣的功能提供了原型。在傳統(tǒng)的基于延時線的振蕩器中,由于腔內信號的相位線性/準線性演化,其固有頻率受限于腔的延時,其輸出頻率只能是特定的離散的頻率點。本文首次提出了另外一種新型的OEO,即光電參量振蕩器(OEPO)。通過在傳統(tǒng)的OEO中引入非線性的參量過程,使得信號在腔內傳播時經(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。OEPO可以實現(xiàn)穩(wěn)定的多縱模同時振蕩,輸出寬帶的微波信號。在不改變腔長的條件下,通過引入非線性的相移,OEPO可以實現(xiàn)對振蕩頻率的任意調諧,這突破了基于延時線的振蕩器起振頻率的離散性。
【學位授予單位】：北京郵電大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN911.2
【圖文】：

即使原信號的噪聲性能較差，通過分頻也可以獲得相應的相噪壓縮。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。這種技術思路的關鍵是找到分頻的技術手段。圖１－２展示了逡逑－３邋－逡逑

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

仍有相應要求。逡逑２）基于光注入鎖定（ＯＩＬ）激光拍頻技術逡逑光注入鎖定是另外一種關聯(lián)不同光頻信號的技術。其基本結構如圖２－３。利用頻逡逑率為／？ｆ的外部信號調制主激光器。當射頻信號功率較大的時候，主激光器輸出的光逡逑信號具有明顯的高階邊帶。將輸出的光信號注入到另外一個激光器中（從激光器），逡逑當調制信號的頻率滿足一定的條件時，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。這過程實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與激光器鎖定。主激光逡逑器與從激光器的輸出進行拍頻得到頻率為ｉ／ｍ的高階諧波，ｎ為整數(shù)。由于從激光器逡逑的光信號是以主激光器的注入信號作為種子的，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：2751636