Оптоэлектронный схема генератора сопоставима к оптоэлектронным схемам обратной связи, которые были установлены Neyer и Voges в 1982 году. В 1984 году Накадзавой, а затем в 1992 году Льюисом. Оптоэлектронный генератор основан на преобразовании непрерывной световой энергии лазера накачки в радиочастотный, микроволновый или миллиметровый сигнал. OEO, характеризующийся высококачественной добротностью и стабильностью, а также другими функциональными характеристиками, не может быть достигнут с помощью электронного генератора. Результатом является уникальное поведение с использованием электрооптических и фотонных компонентов, которые, как правило, характеризуются высокой частотой, низкой дисперсией и высокой скоростью микроволнового излучения.
Что такое оптоэлектронный осциллятор?
Оптоэлектронный генератор представляет собой оптоэлектронную схему. Выходной сигнал схемы представляет собой синусоидальный или модулированный непрерывный волновой сигнал. Это устройство, в котором фазовый шум генератора не увеличивает частоту и зависит от реализации электронные генераторы, такие как кварцевый генератор , диэлектрический резонатор и диэлектрический резонатор.
Оптоэлектронный осциллятор
Основные операции OEO
На следующем рисунке показана работа оптоэлектронного генератора, и, наблюдая за схемой, оптоэлектронный генератор запускается с лазером непрерывной волны, проникающим в модулятор интенсивности. Выходной сигнал модулятора оптической интенсивности проходит через длинную волоконно-оптическую линию задержки и в фотодиод . Улучшенный электрический сигнал подается и утверждается через электронный полосовой фильтр.
Основные операции OEO
Чтобы завершить оптоэлектронный резонатор, выход фильтра соединен с ВЧ-входом модулятора интенсивности. Если усиление резонатора больше, чем потери, то оптоэлектронный генератор начнет колебание. Электронный полосовой фильтр выбирает частоту ослабленных других режимов свободного хода резонатора, которая ниже порога.
OEO отличается от предыдущей оптоэлектронной схемы тем, что использует очень низкие потери оптическое волокно линия задержки для создания резонатора с очень высокой добротностью. Коэффициент добротности - это отношение запасенной энергии в полости к потерям в полости. Таким образом, потери в оптоволоконной линии задержки составляют порядка 0,2 дБ / км с меньшими потерями: очень длинное волокно сохраняет большое количество энергии.
Благодаря коэффициенту добротности OEO может легко достичь уровня 108 и может преобразовываться в тактовый сигнал 10 ГГц с фазовым шумом 140 дБн / Гц при отстройке 10 кГц. На следующем графике показан необходимый временной джиттер для аналого-цифровой преобразователь с частотой дискретизации. На графике мы можем видеть улучшение временного джиттера, полученного из-за того, что фазовый шум OEO имеет обратную зависимость квадратного корня от длины волокна.
Многоконтурный оптоэлектронный осциллятор
На рисунке показан двухконтурный оптоэлектронный генератор с режимом резонатора в полосовом фильтре. Для достижения высокой добротности оптоэлектронного генератора должна быть максимальная длина волокна. Если длина волокна увеличивается, пространство между модами резонатора будет уменьшаться. Например, длина волокна 3 км даст интервал мод резонатора приблизительно 67 кГц. Высококачественный электрический полосовой фильтр на частоте 10 ГГц имеет полосу пропускания 3 дБ на частоте 10 МГц. Следовательно, будет много неосциллирующих режимов, которые будут проходить через электрический полосовой фильтр, и он может присутствовать при измерении фазового шума.
Многоконтурный оптоэлектронный осциллятор
Есть другой способ уменьшить эту проблему за счет использования второго волокна в оптоэлектрическом генераторе. На рисунке показан пример OEO этого типа. Для второго контура OEO будет свой набор режимов резонатора. Если длина второй петли не является гармонической кратной первой петли, следовательно, моды резонатора не будут перекрываться друг с другом, и это мы можем видеть на рисунке. С другой стороны, наиболее близкие друг к другу моды из каждого контура будут блокировать и удерживать полосу пропускания других мод резонатора.
На следующем рисунке показан спектр фазового шума одиночного контура с боковыми модами рядом со спектром двойного контура с подавленной ниже боковой модой. Обмен системы - это фазовый шум, и это среднее значение шума двух контуров независимо друг от друга, фазового шума нет, только длинный контур. Следовательно, обе петли поддерживают боковые моды, и они полностью не устраняются, но подавляются.
Одноконтурный фазовый шумовой спектр
Применение OEO
Высокопроизводительный оптоэлектрический генератор является основным элементом в диапазоне приложений. Такие как
- Аэрокосмическая техника
- Каналы спутниковой связи
- Системы навигации.
- Точное метеорологическое измерение времени и частоты
- Беспроводная связь ссылки
- Современная радиолокационная техника
В этой статье мы обсудили работу и применение схемы оптоэлектронного генератора. Я надеюсь, что, прочитав эту статью, вы получили некоторые базовые знания о схеме оптоэлектронного генератора. Если у вас есть какие-либо вопросы по этой статье или узнать о различные типы схем генераторов и их применение пожалуйста, не стесняйтесь комментировать в разделе ниже. Вот вам вопрос, каковы функции оптоэлектронного генератора?
