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基于氟化镁微腔孤子光频梳的低相噪微波信号产生.docx
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摘要
集成化和低相噪是微波信号源发展的必然趋势和实用化基础,高相干微腔孤子光频梳拍频
为新型的集成低相噪微波信号产生提供了有效技术途径。基于高品质氟化镁晶体微盘腔实
现了孤子锁模光频梳的稳定生成与相干拍频,最终得到频率为 15.38 GHz 的低相噪微波信
号,其相位噪声水平达到-120 dBc/Hz@10 kHz ,表现出小型化和低相噪的应用优势,有
望成为未来集成化高性能微波信号源发展的重要技术支撑。
Abstract
Integration and low phase noise are the inevitable trend and practical basis for the
development of microwave signal sources. The highly coherent soliton frequency combs
in microresonators provide an effective technical approach for the generation of new
integrated low-phase noise microwave signals. In this paper, the stable generation and
coherent beat frequency of soliton mode-locked frequency comb are realized based on a
high-quality magnesium fluoride crystal microdisk cavity. Finally, 15.38 GHz microwave
signal with the phase noise of -120 dBc/Hz@10 kHz is obtained, which shows the
application advantages of miniaturization and low phase noise. It will provide an
important technical support for the development of integrated high-performance
microwave signal sources in the future.
1 引言
高品质微波信号源是精密科学测量研究和现代电子信息系统的关键部件,其相位噪声性能
直接决定了系统设备的灵敏度和可靠性,并且其集成化发展有助于推动弹载、机载和星载
等小型平台的适用性,因此,低相噪可集成微波信号源对于我国基础科学发展、产业应用
以及国防安全等方面具有重要的研究意义
[1]
。
传统微波信号源主要包括石英晶振和介质振荡器两种类型。石英晶振的输出信号频率较低
[2]
,需要通过倍频方式生成高频微波信号,微波信号的相位噪声性能将随着倍频比的增加
而恶化。介质振荡器的品质因子随着输出频率的增加而降低,严重限制了高频段微波信号
的相位噪声性能。因此,基于长光纤储能链路的低相噪光电振荡器技术
[3]
应运而生,其输
出微波信号的相位噪声性能与工作频段无关,是高频电子系统非常理想的信号发生装置。
虽然作为高品质电磁储能介质的低损耗长距离光纤可以使光电振荡器获得超低的相位噪
声,但同时也导致光电振荡器超模噪声严重和对环境振动敏感,并且难以满足小型化平台
应用场景需求。
基于微腔孤子光频梳的低相噪微波信号产生技术为高性能微波/毫米波信号源带来了新的发
展机遇,微腔孤子光频梳
[4]
相干性强且梳齿间距相等,为集成低相噪微波/毫米波源提供
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