对于高速光纤通信系统而言,其理想光源是受人瞩目的、能输出高重复频率的、近极限超短脉冲的主动锁模光纤激光器。超高速主动锁模光纤激光器因其具有可调谐,可输出变换极限光脉冲,高重复频率,易于同步等优点而倍受重视,尤其是主动锁模掺铒光纤激光器能工作在光纤通信的最低损耗窗口而备受青睐。但其难点是工作稳定性问题。主动锁模光纤激光器要走向实用化,如何保证锁模光纤激光器稳定工作是关键。目前国内外学者正积极开展此项研究工作,已提出了多种解决方案并已实验证实其理论的可行性。其中采用锁相技术稳定锁模激光器的腔长,是提高光纤激光器稳定性能的一种行之有效的方法,具有输出脉冲质量高,结构简单,成本低,同时稳定效果好,易于实现的优点,锁相技术已成为锁模技术发展的方向之一。 针对现代高速通信系统对信号源的严格要求,要获得超强、超快、高纯度、高稳定的光脉冲信号源势在必行。使用普通的锁相环难以达到要求,这就对锁相环路提出了严格的要求:既要稳定度高,跟踪性能好,输出相位抖动低,又要捕捉范围大,锁定时间短。但锁相环的设计难度比较大,性能往往不尽人意,特别是对输入信号的捕捉性能及输出信号的抖动问题一直是锁相环设计中面临的一个难题,而且这些性能是相互制约的,锁相环系统的设计面临着新的挑战。据此,本文的研究工作主要以现有理论和分析设计方法为依据,寻找改善锁相环路性能的方法和途径。一方面在原有锁相环(Phase-Locked Loop: PLL)结构的基础上提出性能优越的子电路模块结构,主要体现在新型鉴频鉴相器、环路滤波器和压控振荡器的设计上;另一方面,锁相环路不再局限于简单的 PLL 结构,也对的增益锁相环、非线性锁相环和电荷泵锁相环(Current-PumpPhase-Locked Loop:CPLL)进行了一定研究,从而改善锁模激光器的稳定性。