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TechnicalFeature 技术特写

1 km Standard OEO
Fiber Constant 50%/50%
Laser DD-MZM Gain EDFA Coupler
3 km
50%/50% 50%/50%
Spectrum
Computer AMP3 Coupler Coupler
Control System Analyzer
CFBG
Bias-T Power 5 km
DC Bias Supply 30 m
Bias-T DC Bias
DC Bias PD
Push-Pull Power AMP1 YIG Power Combiner Power PD
Divider Filter Divider

PD
Mixer AMP2 Combiner Power
LPFA
PD
DSPLL
SIL

图6：SILDPLL合成器的框图。
频率都具有更好的相位噪声特性，同时相比IL技术和PLL技术 偏置端口。SIL信号借用了PLL路径并分享了与其相同的用于
同时使用的情况，其具有更宽的锁定范围。然而在传统的自注 SPLL路径的3km光纤。3km和8km的双延迟线提供了明显的边
入相位锁定回路（ILPLL）拓扑结构中需要外部参考源，这就 模抑制。3km SIL信号由一个PLL信号激发，并被直接注入到
限制了最终的相位噪声表现。 功率合成器中。注入功率电平可以表达如下：
为了忽略对极稳定外部参考源的需求带来的限制，自注入
锁定（SIL）和自相位锁定回路（SPLL）被提出。SIL和SPLL
本质上是反馈控制回路，在这种回路中部分输出信号被延迟 其中，P i 是注入信号功率，P o 是OEO功率电平。
用作参考源，这样就避免了对外部参考信号的需求。相比于单 这种方法的创新之处体现在其高频的设计、加工和测试，
独使用SIL或SPLL，自注入锁定相位锁定回路（SILPLL）的
回路增益可以被大大提高，提供了更大的相位噪声衰减。对于
长光纤延迟来说，在受迫振荡器中，Δf=200kHz-km/L处大量
且密集分布的边模是被期望的，其中L是光纤长度，以km为单
位（如图5所示）。因此，需要引入多反馈路径来消除这些由
SILPLL、SILDPLL（两个路径）、SILTPLL（三个路径）带来
的边模，这也取决于对边模抑制和相关定时抖动的需求。
图6给出了SILDPLL OEO合成器的框图。它利用了SIL和
双边带PLL技术以减小近载波和远距离相位噪声。低相对噪声
强度（RIN）的光纤激光（TWL-C-HP-M）被用来提供波长可
调的激光源。激光源发出的光通过光纤被传输到延迟线，并被
光电探测器（DSC50S）接收，最后通过一个窄带滤波器。这
个窄带滤波器是OEO的核心，被用来选择振荡频率。在本工作
中，可调YIG滤波器被用于宽带工作和频率合成器的粗调。更 (a)
进一步的完善由窄带光学横向滤波器完成，该滤波器由啁啾光
纤布拉格光栅（CFBG）实现，以提供窄带微波信号的滤波功
能。该光学横向滤波器是波长相关的并能提供随光纤激光波长
变化的可变频率。
除了YIG和光学横向滤波器的光学频率选择，SIL、SPLL
和它们的结合体SILPLL均被用于减小合成器的近载波和远距
离相位噪声。图6展示了SIL和DSPLL。被Mach-Zehnder调制器
（MZM）调制过的信号有两条路径。一条是OEO的主回路，
另一条被分成了两个，产生3km和8km双相位锁定信号。然
后，合成的相位锁定信号被输入到客户设计的混频器和低通滤
波放大器（LPFA）电路板中（如图7）。一个双平衡混频器在
这块电路板中与LPFA集成，LPFA由运算放大器实现，被用作 (b)
相位探测器和PLL的低通部分。OEO主回路的相位误差和PLL 图7：X波段和K波段SILDIL OEO合成器的俯视图（a）和侧视
的双延迟线被做了对比，然后相位误差信号被反馈回MZM的 图（b）。

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