基于宇称-时间对称原理的光电振荡器制造技术

一种宇称‑时间对称原理的光电振荡器，包括：激光器及与其连接的偏振控制器；双偏振马赫增德尔调制器及与其依序连接的用于储存能量的长光纤、掺饵光纤放大器及光分束器；该光分束器分为两路，一路依序连接有可调光延时线、第一光电探测器、第一电放大器及第一电功率分束器；另一路依序连接有、可调光衰减器、第二光电探测器、第二电放大器和第二电功率分束器。本发明专利技术可以提供优秀的能以光、电两种形式输出稳定的低噪声信号的新型高质量微波信号源。

Photoelectric oscillator based on parity time symmetry principle

An optoelectronic oscillator based on parity-time symmetry principle includes a laser and a polarization controller connected to it; a dual-polarization Mach-Zehnder modulator and a long fiber, a bait-doped fiber amplifier and a beam splitter connected sequentially to it for storing energy; the beam splitter is divided into two channels, one of which is connected sequentially with a tunable light. The delay line, the first photoelectric detector, the first electric amplifier and the first electric power splitter are connected in sequence; the other is connected with a tunable optical attenuator, the second photoelectric detector, the second electric amplifier and the second electric power splitter. The invention can provide a novel high quality microwave signal source capable of outputting stable low noise signals in both optical and electrical forms.

【技术实现步骤摘要】
基于宇称-时间对称原理的光电振荡器
本专利技术属于光电子领域，特别涉及一种基于宇称-时间对称原理的光电振荡器。
技术介绍
宇称-时间对称是经典量子理论的延伸。量子系统中，将厄米共轭的条件换成弱化的更加物理的宇称-时间对称条件后，一大类复的哈密顿量即使非厄米共轭在对称状态转变阈值之下也能拥有完全的实谱。在满足其对称破全条件时，对特定的谐振腔会产生一定的选模机制。而光电振荡器作为采用光电反馈环路技术，将激光能量转换为微波信号能量，摆脱传统微波振荡器随频率升高时相噪性能会降低的限制，能以光、电两种形式输出稳定的低噪声信号的新型高质量微波信号源，其谐振腔体中的选模机制严重依赖高性能的滤波器。故利用新型的、易操作的宇称-时间对称系统在破缺状态下的选模机制对传统光电振荡器进行改造有着重要的研究价值和应用价值。
技术实现思路
鉴于上述技术背景，为了克服现有的技术不足，本专利技术提供一种宇称-时间对称原理的光电振荡器。本专利技术提供一种宇称-时间对称原理的光电振荡器，包括：一激光器，用于产生波长为λ0的激光；以及一偏振控制器，其输入端与半导体激光器的输出端连接，用于控制输出端后叙的的调制器的光的偏振状态；以及一双偏振马赫增德尔调制器，其输入端与偏振旋转器的输出端连接；一用于储存能量的长光纤，其输入端与双偏振马赫增德尔调制器的输出端连接；一掺饵光纤放大器，其输入端与长光纤的输出端连接；一光分束器，其1端口与掺饵光纤放大器的输出端连接；一可调光延时线，用于调节两个环腔的延时一致，其输入端与分数器2端口连接；一第一光电探测器，用于探测光信号，其输入端与可调光延时线输出端连接；一第一电放大器，用于使得环路内光电信号增益大于损耗得以起振，其输入端与第一光电探测器的输出端连接；一第一电功率分束器，其1端口与第一电放大器的输出端连接，3端口为信号输出端口；一可调光衰减器，用于调节该器件所在回路的损耗，控制与另一回路内的净增益的关系，其输入端与光分束器的3端口连接；一第二光电探测器，其输入端与可调光衰减器的输出端连接；一第二电放大器，其输出端与第二光电探测器的输出端连接；一第二电功率分束器，其输入端与第二电放大器16的输出端连接。从上述技术方案可以看出，本专利技术至少具有以下有益效果：1、不依赖高性能滤波器的基于宇称-时间对称新型选模机制的光电振荡器，通过调节回路增益和损耗强度实现对称破缺进行选模，调节方法简单，并可以实现单模和多模输出之间的切换。2、提供优秀的能以光、电两种形式输出稳定的低噪声信号的新型高质量微波信号源。附图说明为进一步说明本专利技术的
技术实现思路
，以下结合实施例及附图详细说明如后，其中：图1为本专利技术的结构示意图；图2为该结构不同条件下的实验测试图。具体实施方式本专利技术某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述，其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上，本专利技术的各种实施例可以许多不同形式实现，而不应被解释为限于此数所阐述的实施例；相对地，提供这些实施例使得本专利技术满足适用的法律要求。本专利技术提供一种基于宇称-时间对称的新型光电振荡装置，其包括无滤波器的多模等模式间隔起振的双环光电振荡器，用于提供可输出的多模光电振荡信号；同时在该装置系统的两个光电环路中增加增益和损耗强度的调节装置，基于对两个环路内的增益和损耗强度的调节，实现该双环光电振荡器内的宇称-时间对称的各种相位形式的调节，并且在宇称-时间对称破缺状态下实现单一模式的选择。请参阅图1所示，本专利技术提供一种种宇称-时间对称原理的光电振荡器，包括：一激光器1，用于产生波长为λ0的激光；以及一偏振控制器2，其输入端与半导体激光器1的输出端连接，用于控制输出端的调制器7的光的偏振状态；以及一双偏振马赫增德尔调制器7，用于调制出两路偏振垂直的出射光，其输入端与偏振旋转器2的输出端连接；一用于储存能量的长光纤8，其输入端与双偏振马赫增德尔调制器7的输出端连接；一掺饵光纤放大器9，用于提供可以足够振荡器起振的能量，其输入端与长光纤8的输出端连接；一光分束器10，其1端口与掺饵光纤放大器9的输出端连接，2、3端口为出射端口，能量等分；一可调光延时线11，用于调节两个环腔的延时一致，消除双环游标效应，其输入端与分数器2端口连接；一第一光电探测器13，用于探测光信号，其输入端与可调光延时线11输出端连接；一第一电放大器15，用于使得环路内电信号增益大于损耗得以起振，其输入端与第一光电探测器13的输出端连接；一第一电功率分束器17，其1端口与第一电放大器15的输出端连接；一可调光衰减器12，用于调节该器件所在回路的损耗，控制与另一回路内的净增益的关系，其输入端与光分束器2端口连接；一第二光电探测器14，其输入端与可调光衰减器12的输出端连接；一第二电放大器16，用于使得环路内电信号增益大于损耗得以起振，其输出端与第二光电探测器14的输出端连接；一第二电功率分束器18，其输入端口1与第二电放大器16的输出端连接。其中，双偏振马赫增德尔调制器7内部包括：一光分束器19，其1端口和偏振控制器2的输出端连接；一第一强度调制器3，其1端口和光分束器19的2端口连接，3端口和电功率分束器17的2端口连接，3端口为信号输出端口；一第二强度调制器4，其1端口和光分束器19的3端口连接，3端口和电功率分束器18的2端口连接；一起偏器5，其输入端与第二强度调制器4的2端口连接；一偏振合束器6，其1端口和欺骗器5的输出端连接，2端口和第一强度调制器3的2端口连接，3端口为双偏振马赫增德尔调制器7的输出端。其中所述的储存能量的长光纤8的长度为30米～8000米。其中所述的激光器1为半导体激光器或DFB激光器。其中第一电放大器15和第一电功率分束器17不局限于当前连接位置，可以在第一光电探测器13的输出端和第一强度调制器3的3端口之间任意位置连接；第二电放大器16和第二电功率分束器18不局限于当前连接位置，可以在第二光电探测器16的输出端和第二强度调制器3的3端口之间任意位置连接。其中双偏振马赫增德尔调制器7，不局限于使用双偏振马赫增德尔调制器7，可以使用其他类型调制器而达到与双偏振马赫增德尔调制器相同效果。图2为本专利技术实施例调节增益和损耗强度的调节装置后实验实现的各个宇称-时间对称的不同相位。本实施例中，在调节增益和损耗强度的调节装置后，如果使上面的环路开路，增益足够起振，那么将得到类似图2A的单环多模起振的振荡效果。在调节增益和损耗强度的调节装置后，如果两个环路增益都足够起振，那么将得到类似图2B的双环多模起振的振荡效果。在调节增益和损耗强度的调节装置后，如果两个环路增益和损耗满足上环路损耗强度等于下环路增益，那么将得到类似图2C的宇称-时间对称破缺的单频输出形式，该情形下即实现了一种基于宇称-时间对称原理的光电振荡器，在光纤长度为3200m长度时，相位噪声低至-139dBc/Hz。在图中所示的单模信号，边模抑制比超过了55dB。如果两个环路增益和损耗满足上环路损耗大于下环路增益，那么将得到类似图2D的形式，即恢复上环路不起振，下环路起振的单环多模震荡状态。本专利技术中提及的基于宇称-时间对称原理在光电振荡器中的选模应用，并不限于上述光电振荡器，可以应用在所有类似的光电振荡系统中，不局限于使用掺饵光纤放大器等引入回路的增益本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种宇称‑时间对称原理的光电振荡器，包括：一激光器，用于产生波长为λ0的激光；以及一偏振控制器，其输入端与半导体激光器的输出端连接，用于控制输出端后叙的的调制器的光的偏振状态；以及一双偏振马赫增德尔调制器，其输入端与偏振旋转器的输出端连接；一用于储存能量的长光纤，其输入端与双偏振马赫增德尔调制器的输出端连接；一掺饵光纤放大器，其输入端与长光纤的输出端连接；一光分束器，其1端口与掺饵光纤放大器的输出端连接；一可调光延时线，用于调节两个环腔的延时一致，其输入端与分数器2端口连接；一第一光电探测器，用于探测光信号，其输入端与可调光延时线输出端连接；一第一电放大器，用于使得环路内光电信号增益大于损耗得以起振，其输入端与第一光电探测器的输出端连接；一第一电功率分束器，其1端口与第一电放大器的输出端连接，3端口为信号输出端口；一可调光衰减器，用于调节该器件所在回路的损耗，控制与另一回路内的净增益的关系，其输入端与光分束器的3端口连接；一第二光电探测器，其输入端与可调光衰减器的输出端连接；一第二电放大器，其输出端与第二光电探测器的输出端连接；一第二电功率分束器，其输入端与第二电放大器的输出端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种宇称-时间对称原理的光电振荡器，包括：一激光器，用于产生波长为λ0的激光；以及一偏振控制器，其输入端与半导体激光器的输出端连接，用于控制输出端后叙的的调制器的光的偏振状态；以及一双偏振马赫增德尔调制器，其输入端与偏振旋转器的输出端连接；一用于储存能量的长光纤，其输入端与双偏振马赫增德尔调制器的输出端连接；一掺饵光纤放大器，其输入端与长光纤的输出端连接；一光分束器，其1端口与掺饵光纤放大器的输出端连接；一可调光延时线，用于调节两个环腔的延时一致，其输入端与分数器2端口连接；一第一光电探测器，用于探测光信号，其输入端与可调光延时线输出端连接；一第一电放大器，用于使得环路内光电信号增益大于损耗得以起振，其输入端与第一光电探测器的输出端连接；一第一电功率分束器，其1端口与第一电放大器的输出端连接，3端口为信号输出端口；一可调光衰减器，用于调节该器件所在回路的损耗，控制与另一回路内的净增益的关系，其输入端与光分束器的3端口连接；一第二光电探测器，其输入端与可调光衰减器的输出端连接；一第二电放大器，其输出端与第二光电探测器的输出端连接；一第二电功率分束器，其输入端与第二电放大器的输出端连接。2.根据权利要求1所述的宇称-时间对称原理的光电振荡器，其中，双偏振马赫增德尔调制器7包...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，刘龑中，郝腾飞，李伟，祝宁华，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11