一种光电转换器底部噪声校准方法和装置制造方法及图纸

本申请公开了一种光电转换器底部噪声校准方法，包括以下步骤：低相噪光频梳通过光学锁频方式锁定在高稳光源上；提取低相噪光频梳的高频谐波序列，经光电变频生成微波载频信号；用所述低相噪微波频率信号对高稳光源进行强度调制，生成调制输出光；用待测光电转换器对所述调制输出光进行光电转换，恢复微波载频信号；对恢复的载波频率信号的相位噪声进行测量，获得待测光电转换器的底部噪声。本申请还包含实现所述方法的光电转换器底部噪声校准装置。本申请克服了传统校准装置存在的灵敏度低、盲区大的问题。盲区大的问题。盲区大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种光电转换器底部噪声校准方法和装置


[0001]本申请涉及光电
，尤其涉及一种基于超低相位噪声光电频率综合技术的光电转换器底部噪声装置。

技术介绍

[0002]在微波光子雷达技术中，接收端的光电转换器的底部噪声直接影响雷达的目标捕捉性能，是重要参数。但是，光电转换器的技术指标中通常只包括带宽、暗电流和响应度等，在雷达和通信领域的实际应用中，需要对于光电转换器底部噪声进行校准。
[0003]目前光电转换器底部噪声校准装置采用的是传统的延迟线法，装置组成包括低相噪参考源、激光器、电光调制器、延迟线、检相器和数字采集处理器，这种装置的缺点是：传统频率综合技术产生的低相噪参考源的相位噪声比光电转换器的底部噪声还要大，即使在正交检相状态下，低相噪参考源的相位噪声影响也不能完全消除；传统电延迟线的校准方法，测量灵敏度低、存在分析傅氏频偏盲区；采用窄线宽激光器时，近载频相位噪声较差，造成整体校准装置近载频底部噪声较差的结果；传统延迟线校准装置由于检相两臂的电延迟的不平衡性，导致检相灵敏度的定标不确定度较大。
[0004]由于目前光电转换器底部噪声校准装置存在上述局限性，造成测量灵敏度下降、傅氏分析频偏盲区和定标不确定度较大等问题，所以需要提出一种基于超低相位噪声光电频率综合技术的光电转换器底部噪声装置，克服上述校准装置的缺点。

技术实现思路

[0005]本申请提出一种光电转换器底部噪声校准方法和装置，特别适用于高灵敏度的光电转换器底部噪声的校准，这种装置的应用可以避免现有校准装置带来的测量灵敏度下降、分析傅氏频偏盲区等问题。
[0006]一方面，本申请实施例提出一种光电转换器底部噪声校准方法，包括以下步骤：
[0007]低相噪光频梳通过光学锁频方式锁定在高稳光源上；
[0008]提取低相噪光频梳的高频谐波序列，经光电变频生成微波载频信号；
[0009]用所述低相噪微波频率信号对高稳光源进行强度调制，生成调制输出光；
[0010]用待测光电转换器对所述调制输出光进行光电转换，恢复微波载频信号；
[0011]对恢复的载波频率信号的相位噪声进行测量，获得待测光电转换器的底部噪声。
[0012]优选地，所述高稳光源，线宽小于第一设定阈值；所述低相噪光频梳，引入底部噪声小于第二设定阈值；所述光电变频引入底部噪声小于第三设定阈值。
[0013]优选地，所述光学锁频方式包含拍频锁定，对低相噪光频梳输出光和高稳光源的输出光进行混频生成的第一差拍频率，用PID技术锁定第一差拍频率。
[0014]优选地，所述光学锁频方式包含重频锁定，对光频梳输出的重频与偏置信号进行混频生成的第二差拍频率，用PID技术锁定第二差拍频率。
[0015]优选地，所述光学锁频方式包含偏置频率锁定，对光频梳输出光进行光电转换获
得第三差拍频率，用PID技术锁定第三差拍频率。
[0016]另一方面，本申请实施例提出一种光电转换器底部噪声校准装置，用于实现本申请任意一项实施例所述方法，包括高稳光源、光纤拍频锁定环路、低相噪光频梳、光电变频链路、电光调制器、测试输入端、测试输出端、放大器、信号源分析仪。
[0017]所述高稳光源的光输出端和所述光纤拍频锁定环路的光输入端用单模光纤连接。光纤拍频锁定环路的输出信号与低相噪光频梳的压控端用射频电缆相连。所述低相噪光频梳输出光经光电变频链路输出微波载频信号。所述微波频率信号输入所述电光调制器，对高稳光源的另一路输出光进行强度调制，生成调制输出光，输出至测试输入端。测试输出端的信号，经放大器放大后输入到信号源分析仪。
[0018]优选地，所述光纤拍频锁定环路，包含高稳光源拍频锁定环路。所述高稳光源拍频锁定环路包含：低相噪光频梳输出光和高稳光源输出光经光学混频器生成第一差拍频率；将第一差拍频率信号与DDS第一输出信号经第一射频混频器生成第一误差信号，经过第一PID环路生成第一反馈信号，输入至所述低相噪光频梳的压控输入端。
[0019]优选地，所述光纤拍频锁定环路，包含重频锁定环路。所述重频锁定环路包含：低相噪光频梳输出重频信号经倍频后，和偏置信号经第二射频混频器生成第二差拍频率，将第二差拍频率信号与DDS第二输出信号经第三射频混频器生成第二误差信号，经第二PID环路生成第二反馈信号，输入至所述低相噪光频梳的压控输入端。
[0020]优选地，所述光纤拍频锁定环路，包含偏置频率锁定环路。所述偏置频率锁定环路包含：低相噪光频梳输出光经光电转换器后得到第三差拍频率，将第三差拍频率信号与DDS第三输出信号经第四射频混频器生成第三误差信号，经第三PID环路生成第三反馈信号，输入至所述低相噪光频梳的调制端。
[0021]优选地，所述光电变频链路，包含光电转换器、带通滤波器、微波放大器。所述低相噪光频梳输出光经光电转换器生成微波谐波序列；经带通滤波器提取目标频率成分，经微波放大器输出微波载频信号。
[0022]本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：
[0023]本申请的装置和方法，通过超低相位噪声光电频率综合技术产生的低相噪载波信号的相位噪声远优于光电转换器的底部噪声；校准结果不存在分析傅氏频偏盲区的问题；高稳光源近载频相位噪声相当优越，大幅优化了整体校准装置的近载频底部噪声；减小了定标的不确定度。
附图说明
[0024]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0025]图1为本申请方法的实施例流程图；
[0026]图2为本申请装置的实施例；
[0027]图3为光纤拍频锁定环路的实施例；
[0028]图4为光电变频链路的实施例。
具体实施方式
[0029]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0030]以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
[0031]图1为本申请方法的实施例流程图。
[0032]一方面，本申请实施例提出一种光电转换器底部噪声校准方法，包括以下步骤：
[0033]步骤101、低相噪光频梳通过光学锁频方式锁定在高稳光源上；
[0034]优选地，所述光学锁频方式包含拍频锁定，对低相噪光频梳输出光和高稳光源的输出光进行混频生成的第一差拍频率，用PID技术锁定第一差拍频率。
[0035]优选地，所述光学锁频方式包含重频锁定，对光频梳输出的重频与偏置信号进行混频生成的第二差拍频率，用PID技术锁定第二差拍频率。
[0036]优选地，所述光学锁频方式包含偏置频率锁定，对光频梳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电转换器底部噪声校准方法，其特征在于，包括以下步骤：低相噪光频梳通过光学锁频方式锁定在高稳光源上；提取低相噪光频梳的高频谐波序列，经光电变频生成微波载频信号；用所述低相噪微波频率信号对高稳光源进行强度调制，生成调制输出光；用待测光电转换器对所述调制输出光进行光电转换，恢复微波载频信号；对恢复的载波频率信号的相位噪声进行测量，获得待测光电转换器的底部噪声。2.如权利要求1所述光电转换器底部噪声校准方法，其特征在于，所述高稳光源，线宽小于第一设定阈值；所述低相噪光频梳，引入底部噪声小于第二设定阈值；所述光电变频引入底部噪声小于第三设定阈值。3.如权利要求1所述光电转换器底部噪声校准方法，其特征在于，所述光学锁频方式包含拍频锁定，对低相噪光频梳输出光和高稳光源的输出光进行混频生成的第一差拍频率，用PID技术锁定第一差拍频率。4.如权利要求1所述光电转换器底部噪声校准方法，其特征在于，所述光学锁频方式包含重频锁定，对光频梳输出的重频与偏置信号进行混频生成的第二差拍频率，用PID技术锁定第二差拍频率。5.如权利要求1所述光电转换器底部噪声校准方法，其特征在于，所述光学锁频方式包含偏置频率锁定，对光频梳输出光进行光电转换获得第三差拍频率，用PID技术锁定第三差拍频率。6.一种光电转换器底部噪声校准装置，用于实现权利要求1～5任意一项所述方法，其特征在于，包括高稳光源、光纤拍频锁定环路、低相噪光频梳、光电变频链路、电光调制器、测试输入端、测试输出端、放大器、信号源分析仪；所述高稳光源的光输出端和所述光纤拍频锁定环路的光输入端用单模光纤连接；光纤拍频锁定环路的输出信号与低相噪光频梳的压控端用射频电缆相连；所述低相噪光频梳输出光经光电...

【专利技术属性】
技术研发人员：阎栋梁，柳丹，
申请(专利权)人：北京无线电计量测试研究所，
类型：发明
国别省市：