微波光子链路相位噪声研究

摘要

微波光子学是一门融合了微波技术和光纤技术的新兴交叉学科。微波光子链路（Microwave Photonic Links，MPLs）是微波光子学的主要研究内容之一，它包含了光信号的产生、处理、控制和馈送。微波光子链路具有传输带宽大、抗电磁干扰，损耗小且损耗受传输信号频率影响小等特点，所以微波光子链路在远距离传输、高频信号传输方面的优势明显。相位噪声是微波光子链路的重要性能指标。低相位噪声微波光子链路的设计和实现是业界的热点研究问题。
　　本文在介绍了微波光子器件的工作原理和特征参数的基础上，对微波光子链路的热噪声、散弹噪声以及激光器的相对强度噪声进行了详细的分析，重点研究了直接调制链路和外调制链路的相位噪声。论文不仅对微波光子链路相位噪声进行了理论分析，而且搭建了实验平台，完成了外调制链路和直接调制链路馈送10MHz、400MHz和2GHz射频信号的实验，并对实验结果进行了分析。实验结果表明，在馈送低频信号时，直调链路的相位噪声性能优于外调制链路；在馈送中高频信号时，二者的相位噪声性能接近。研究了降低链路相位噪声的方法，包括优选微波光子器件，使用窄带滤波器、限幅器等。实验结果表明，在微波光子链路中使用低相位噪声的微波光子器件可以使链路的相位噪声得到一定改善；使用限幅器，相位噪声可以降低10dB@10KHz；利用光电探测器的非线性，使其工作在高饱和功率区，仿真结果表明相位噪声可降低20到30dB。

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第一章 绪论

1.1 微波光子学研究背景和意义

1.2 微波光子链路相位噪声概述

1.3 微波光子链路国内外研究现状

1.4 本章小结

1.5 论文结构

第二章 微波光子链路理论基础

2.1 激光器

2.2 调制器

2.3 光电探测器

2.4 本章小结

第三章 微波光子链路性能研究

3.1 微波光子链路噪声研究

3.2 直接调制链路相位噪声研究

3.3 本章小结

第四章 相位噪声测量及研究

4.1 10MHz晶振相噪测量实验

4.2 400MHz晶振相噪测量实验

4.3 2GHz晶振相噪测量实验

4.4 本章小结

第五章 降低链路相位噪声方案研究

5.1 器件参数对链路相位噪声的影响

5.2 降相噪方案研究

5.3 本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

致谢

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