Оптоэлектронный генератор (ИЙ) представляет собой оптико - электронная цепь , которая производит повторяющуюся электронную синусоидальную волну и / или модулированные оптические непрерывные колебательные сигналы.
Оптоэлектронный генератор основан на преобразовании непрерывной световой энергии от лазера накачки в радиочастотные (RF), микроволновые или миллиметровые сигналы. OEO характеризуется очень высокой добротностью (Q) и стабильностью , а также другими функциональными характеристиками, которые нелегко достичь с помощью электронных генераторов . Его уникальное поведение является результатом использования электрооптических (E / O) и фотонных компонентов, которые обычно характеризуются высокой эффективностью, высокой скоростью и низкой дисперсией в микроволновом частотном режиме.
В OEO фазовый шум генератора не увеличивается с частотой, которая зависит от других реализаций электронных генераторов, таких как кварцевые генераторы, диэлектрические резонаторы, сапфировые резонаторы или воздушно-диэлектрические резонаторы.
История [ править ]
OEO был представлен в начале 1990-х годов. [1]
С тех пор ключевые свойства устройства постоянно улучшались.
Операция [ править ]
Большинство OEO используют характеристики передачи оптического модулятора вместе с волоконно-оптической линией задержки для преобразования световой энергии в стабильные, спектрально чистые опорные РЧ / микроволновые сигналы. Свет от лазера вводится в электрооптический (E / O) модулятор, выход которого проходит через длинное оптическое волокно и регистрируется фотодетектором . Выходной сигнал фотодетектора усиливается, фильтруется и возвращается на электрический порт модулятора. Эта конфигурация поддерживает автоколебания с частотой, определяемой длиной задержки волокна, настройкой смещения модулятора и полосой пропускания.характеристики фильтра. Также предусмотрены как электрические, так и оптические выходы. Условия для автоколебаний включают когерентное сложение парциальных волн в каждом направлении вокруг контура и усиление контура, превышающее потери для циркулирующих волн в контуре. Первое условие подразумевает, что все сигналы, которые отличаются по фазе на некоторое количество 2π от основного сигнала, могут поддерживаться. Таким образом, частота колебаний ограничивается только характеристической частотной характеристикой модулятора и настройкой фильтра, который устраняет все другие устойчивые колебания. Второе условие подразумевает, что при адекватной входной мощности света автоколебания могут быть получены без необходимости использования ВЧ / СВЧ-усилителя в контуре.
В ОЭО в масштабе микросхемы используются оптические резонаторы режима шепчущей галереи, а не линия задержки. Оптические резонаторы с режимом шепчущей галереи представляют собой аксиально-симметричные диэлектрические структуры размером от десятков микрометров до нескольких миллиметров и могут улавливать свет в небольшом объеме. Эти моды являются решениями уравнения Максвелла и представляют собой волны, которые распространяются близко к поверхности структур резонатора по периметру. [2]
Теория [ править ]
Добротность (Q) от ЕГО определяется из центральной частоты резонатора в F 0 и групповой задержка т
где 𝑛 - показатель преломления, 𝐿 - длина оптического волокна, а c 0 - скорость света в вакууме.
Использует [ редактировать ]
Высокопроизводительный OEO является ключевым элементом в различных приложениях, таких как
- современная радиолокационная техника,
- аэрокосмическая техника,
- каналы спутниковой связи,
- системы навигации,
- точные метрологические измерения времени и частоты,
- распределение эталонных часов, [3] и
- высокоскоростные, оптически поддерживаемые беспроводные каналы связи, включая технологию радио по оптоволокну .
См. Также [ править ]
- Генератор линии задержки
Ссылки [ править ]
- ^ RT Логан, Л. Малеки, М. Шадарам, "Стабилизация фазы генератора с помощью оптоволоконной линии задержки", в Proc. 45-я годовщина. Symp. on Frequency Control, стр. 508-512, май 1991 г.
- ^ Ильченко, В.С., Миниатюрные генераторы на основе оптических резонаторов в моде шепчущей галереи, Симпозиум по контролю частоты, 2008 IEEE International, ISSN 1075-6787
- ^ Jurij Тратник, Примош Lemut и Матьяж Видмар, «Время-передача и синхронизация для оборудования ускорителей частиц высокой производительности» , MIDEM информации, Vol.42, № 2, стр. 115-122, 2012
Внешние ссылки [ править ]
- Основные свойства и вопросы конструкции оптоэлектронного генератора , 2015 г.
- Сильно сплющенный микросфероид как оптический резонатор
- Кристаллические резонаторы добавляют свойств фотонным устройствам , 17 февраля 2010 г.
