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路振荡条件的模式才能稳定起振,其余模式被抑制,达到抑制超模噪声的目的.
双环结构 OEO 环腔的等效 FSR 可以表示为
ΔfFSRDL=n1×ΔfFSR1=n2×ΔfFSR2
(1)
其中,n1 与 n2 为正整数,ΔfFSR1 与 ΔfFSR2 分别为 2 个环路的 FSR.设
置注入正弦波频率 fm=ΔfFSRDL,可控制振荡主模式起振,2 个环腔分别工作
在 n1 阶与 n2 阶谐波锁模状态,全部超模噪声均被抑制,可产生重复频率为 fm
的微波脉冲串.
从理论角度分析,对于双环 OEO 中的任意一个单环,假设注入 MZM 射
频输入端口的微波信号为 Vint.假设带通滤波器与低噪声放大器均为线性器件,
经过开环演化,由带通滤波器输出的微波信号 Voutt 可表示为
Voutt=Vph1+ηcosVmod+nAt*ht
(2)
其中 Vmod=πVint/VπAC+πVDCt/VπDC 为调制电压;VπDC 和 VπAC 分
别为 MZM 的射频端口和偏压端口半波电压;VDCt 为注入 MZM 偏压端口的信
号;nAt 为环腔内有源器件产生的噪声;*为卷积运算符;ht 为带通滤波器的
冲激响应;η 是由 MZM 的消光比 1+η/1-η 决定的参数;Vph=(GAσattP0ρRe-
αL)/2 是经过放大器放大后的信号电压,其中 GA 为低噪声放大器放大倍数,
σatt 是光波经过可调光衰减器和 MZM 的透过率,包含可调衰减器的功率衰减
和 MZM 的插入损耗,P0 是激光器的输出光功率,ρ 和 R 分别为光电探测器的
响应度与输出阻抗,α 和 L 分别为光纤的衰减系数和长度.为了简化计算,令输
入信号 Vint 满足
Vint=Aintexp-j2πfct =Aintexp-j2πfct+jφint
(3)
其中 φint 是 Vint 随时间缓慢变化的相位;Aint=Vintexpjφint 表示为 Vint
的复振幅; fc 为信号中心频率.将式(3)代入式(2),利用 Bessel 展开式,
由于环腔中的高阶谐波被带通滤波器滤除,式(2)可简化为
Aoutt=-2ηVphsinπVDCt/VπDCJ1πAint /VπACexpjφint+nAt*st
(4)