【摘 要】
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近些年发展的光载无线(Radio over Fiber,Ro F)通信技术,通过将射频信号调制在光载波上,结合光纤和无线通信技术进行传输,利用光纤的低传输损耗和大带宽的传输特性来解决高频率微波信号的长距离传输难题,从而突破传统电学的技术瓶颈。作为Ro F的关键技术之一,通过光子学的方式产生微波信号,具有高频率、低噪声以及抗电磁干扰等优点。激光器作为光生微波系统的核心器件,其输出性能会直接影响所产生
【基金项目】
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国家自然科学基金项目(61675073);
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近些年发展的光载无线(Radio over Fiber,Ro F)通信技术,通过将射频信号调制在光载波上,结合光纤和无线通信技术进行传输,利用光纤的低传输损耗和大带宽的传输特性来解决高频率微波信号的长距离传输难题,从而突破传统电学的技术瓶颈。作为Ro F的关键技术之一,通过光子学的方式产生微波信号,具有高频率、低噪声以及抗电磁干扰等优点。激光器作为光生微波系统的核心器件,其输出性能会直接影响所产生的微波信号质量。为此,本文围绕光外差产生微波系统中激光器输出频率的漂移现象以及激光器的稳频问题开展了理论和实验研究,具体工作如下:(1)搭建了一个基于非平衡马赫-曾德尔干涉仪(Mach-Zehnder interferometer,MZI)和90°混频器相结合的激光器频率偏移检测系统。当激光器的输出光频率发生偏移时,通过干涉仪可以对频率变化进行检测,并且通过90°混频器引入π/2相位,可以方便地正交解调。对非平衡MZI干涉仪的幅频响应进行了仿真,并且对静态工作条件下的分布式反馈(Distributed Feedback Laser,DFB)激光器的频率偏移进行了测量。(2)设计了一个基于现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)的激光器实时频率偏移反馈稳频系统。基于FPGA的内部算法,实现了对激光器输出频率偏移的实时解调与反馈控制,并且通过多个开环实验,验证了FPGA相应模块的功能。(3)搭建了稳频控制系统,并对DFB激光器进行了稳频控制实验。闭环控制实验结果表明能够将DFB激光器在20 min的输出频率稳定在±100 MHz以内。将稳频后的DFB激光器与一个窄线宽激光器进行光外差拍频,通过测量外差信号的稳定度对DFB激光器的输出信号质量进行评估。
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