2.3.3 光電振蕩器

光電振蕩器（OEO）系統結合了光學和電學技術，通過光纖延遲和能量儲存等方法可以實現增加系統的頻率穩定性、降低相位噪聲等目標，是性能遠遠超越普通微波振蕩器的一種新型振蕩系統，OEO系統工作原理如圖2.11所示。OEO系統主要包括可調諧激光器、偏振控制器、相位調制器、SMF、功率放大器、PD等。OEO系統工作原理：當一個微波信號驅動PM時，可調諧激光器輸入的光波將通過相位調制獲得光載波和兩個一階邊帶光諧波信號。當相位調制光波經過循環器進入 FBG，可以通過調整 FBG 的濾出光波波長濾出相位調制光的一個一階邊帶信號，使得相位調制信號成為一個單邊帶強度調制信號，從而實現PM和IM的轉換調制過程。在這里，PM和FBG的聯合作用相當于一個微波光子濾波器，FBG的帶寬決定了這個微波光子濾波器的帶寬。

OEO 系統如果在循環鏈路中的光信號的增益大于損耗，OEO 將產生振蕩回路，從而實現回路中光波的相位鎖相，相位噪聲性能由 OEO 循環鏈路的品質因子決定。為了產生低相位噪聲的毫米波信號，OEO的循環鏈路長度應越長越好，從幾千米甚至到幾十千米。但是，如果 OEO 的循環鏈路過長，則會因OEO產生大量間隔很小的本征光模，對毫米波的生成產生很壞的干擾。因此，為保證單頻振蕩，需要使用高品質因子且超小帶寬的光濾波器，對光濾波器的性能要求比較苛刻。由于多循環鏈路的 OEO 結構可以增加光模之間的間隔，因此，OEO通常會采用多循環鏈路來緩解對濾波器性能的苛刻要求。然而，多個循環鏈路的 OEO 結構會破壞系統穩定性，并且系統搭建成本較高，更重要的是，采用多循環鏈路的OEO結構很難實現可調諧毫米波信號的生成。

近年來由于工藝的進步，光學器件的集成度大大提高，OEO備受關注，得到了長足發展。目前常見的 OEO 類型主要有單環選模型、雙環選模型、鎖相環型、主從環型，基于鎖模光電振蕩器以及基于無源諧振腔光電振蕩器等。

圖2.11 OEO系統工作原理