基于色散效应双抽头微波光子滤波器的可调谐光电振荡器［摘要］本文提出一种利用色散效应双抽头微波光子滤波器(MPF)实现频率可调谐的光电振荡器(0E0)o其设计重点来源于电耦合器、光耦合器、可变相移器(VPS)、双驱动Mach-Zehnder调制器(DDMZM)及碉啾光栅联合运行形成的双抽头M卩F,对应的中心频率是关于光源波长和VPS相位的函数。将该MPF融合于0E0后，利用其进行振荡模式的筛选，能有效抑制边摸。理论分析和仿真结果表明，通过调节V卩S相位可实现0E0振荡频率的宽带调谐功能。［关键词］光电振荡器；微波光子滤波器；碉啾光栅；频率可调谐doi：10.3969/j.issn.1673-0194.2015.22.050［中图分类号1TN713［文献标识码］A［文章编号］1673-0194(2015)22-00-01光电振荡器作为一种微波侍号产生技术，主要由激光源和光电反馈环路组成。其可应用于通信、雷达、光信号处理、现代仪表仪器等相关领域。传统的0E0大多采用电滤波器完成振荡模式的选择，但其窄带宽将0E0的频率调谐范囤限制在Mfk量级。为此，微波光子滤波器因其调谐范I韦I宽的固有特征可用来代替电滤波器实现0E0的宽带调谐功能。利用Mach-Zehnder调制器和Fabry-Perot激光器形成MPF,通过调节FP-LD的波长实现0E0的宽带频率调谐功能，但英系统的稳定性差。利用双端口相位调制器和线性碉啾光栅形成MPF,通过调节线性阴啾光栅的累计色散进而调谐0E0的振荡频率，但实际中很难实现色散参数的大范围改变。利川级联的相位调制器和非线性CFBG形成MPF,通过调节光源波长进而实现振荡频率的调谐功能，但系统中非线性CFBG的制作存在一定的难度。本文提出了一种宽带频率可调谐0E0。该结构利用电耦合器、可变移相器、n偏置双驱动Mach-Zehnder调制器及光耦合器构成的载波相移双边带调制系统和色散器件CFBG形成双抽头MPF,通过调节VPS,使得光载波与边带间存在不同的相位差，进而利用色散效应实现MPF传输峰值的改变，从而实现0E0的频率可调谐性。同时，环路中利用电耦合器将反馈信号功分后经由不同延时线耦合进DD-MZM的两个输入端，根据Vernier原理，可获得较好抑制边模性能的振荡信号。图1基于色散效应双抽头MPF型的可调谐0E0系统模型提出方案的系统模型如图1所示。首先，在开环条件下对系统进行分析。针对CPS-DSB系统，上臂光载波通过VPS后的光场可表示为。而下臂光载波经宙偏振控制器(PC1)后传输至肌偏置DDMZM进行调制。进而，假定输入的调制信号为Vin(t)二Vecos(wet),在小信号情形下，忽略高阶贝塞尔函数(22),可将"偏置DDMZM的输出光场如下表示(1)其中，［3=nVe/Vn,式中的VJi为DDMZM的半波电氐a为反馈信号经过EC分成两路后分别传输至DDMZM两个射频端的振幅比;E0和sc分别为输入光场的振幅和角频率;Ve和se分别为Vin(t)的振幅和角频率;JnO为n阶第一类Bessel函数；t为电延时线的传输延时。经过0C2合并后输出CPS-DSB信号，对应的光场如下(2)从CFBG反射回来的光信号经过单模光纤传输至光电探测器(PD)进行平方律检波，忽略直流和高阶分量，恢复出的微波信号为(3)其中，P为PD的响应度，R为PD的负载阻抗，x二Dgl为CFBG的累积色散值，T1为SMF的传输延时。系统的开环频率响应可表示为(4)通过调谐VPS和光源波长实现，可实现振荡角频率30SC的调谐功能。实现了一种基于色散效应双抽头MPF的频率可调谐OEOo系统中，利用EC、VPS、ji偏置DDMZM及0C构成的CPS-DSB系统和色散器件CFBG形成双抽头MPF,对应的中心频率取决于光源波长和VPS的相位。同时，由EC、DL及DDMZM形成的双抽头结构，能在单环光纤环路上有效地抑制边模，简化了系统结构。