具体实施方式

本公开提供了一种稳频光电振荡器，所述稳频光电振荡器通过将光信号的波长变化转换为功率变化，由光电探测器实时检测，由数字信号处理器实时反馈控制，保证激光器的输出光信号的波长稳定性，由此来稳定系统所产生的电信号频率，可克服现有的光电振荡器的主要缺点和不足之处。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

在本公开实施例中，提供一种稳频光电振荡器，如图1所示，所述光电振荡器，包括：光源单元01，用于发出单频光信号并将单频光信号等分为两路；光电振荡器02，用于将接收的一路单频光信号转换为扫频电信号，并将扫频电信号分成两路，一路作为输出信号输出，另一路形成闭合环路；稳频控制器03，用于对另一路单频光信号的波长进行实时监测并反馈控制调节光源单元01所发出的单频光信号，从而实现光电振荡器02输出的扫频电信号的频率稳定。

在本公开实施例中，如图2所示，光源单元01包括：半导体激光器1，用于产生单频光信号；第一光耦合器21，与半导体激光器1相连，用于将半导体激光器产1生的单频光信号等功率分成两路。

在本公开实施例中，如图2所示，光电振荡器02包括：光源处理单元021、相位调制器7、偏振控制器8、陷波滤波器9、长光纤10、第一光电探测器111、电耦合器12及电放大器13；其中，光源处理单元021、相位调制器7、偏振控制器8、陷波滤波器9、长光纤10、第一光电探测器111依次之间通过光纤连接；第一光电探测器111、电耦合器12、电放大器13、相位调制器7依次之间通过电缆连接。

在本公开实施例中，如图2所示，电耦合器12将扫频电信号分为两路，且分别传送给电放大器13及作为输出信号输出。

在本公开实施例中，如图2所示，稳频光电振荡器光源由半导体激光器1发出的单频光信号由光源处理单元021进行处理得到，光源处理单元021包括：强度调制器3、射频源4、光滤波器5、光放大器6；其中，强度调制器3、光滤波器5及光放大器6依次之间通过光纤连接；射频源4与强度调制器3之间通过电缆连接；射频源3能够产生扫频微波信号，强度调制器3能够通过扫频微波信号对单频光信号进行调制处理，得到光电振荡器光源；相位调制器7用于接收光电振荡器光源。

在本公开实施例中，如图2所示，稳频控制器03包括：数字控制器，电流驱动电路17；其中，第一光耦合器21及数字控制器031依次之间通过光纤连接；数字控制器031与电流驱动电路17之间通过电缆连接；第一光耦合器21用于将单频光信号分成两路，并分别发送给强度调制器3及数字控制器031，数字控制器031根据收到的单频光信号形成数字控制信号；数字控制信号用于控制电流驱动电路17，进而通过电流驱动电路17控制半导体激光器1发出稳定的不同波长的单频光信号。

在本公开实施例中，如图2所示，数字控制器031包括：第二光耦合器22，气体吸收池14，第二光电探测器112，第三光电探测器113，第一模数转换器151，第二模数转换器152，数字信号处理器16之间通过电缆连接；其中，第二光耦合器22与第二光电探测器112之间通过光纤连接，第二光电探测器112、第一模数转换器151及数字信号处理器16；二光耦合器22、气体吸收池14及第三光电探测器113之间通过光纤连接，第三光电探测器113、第二模数转换器152及数字信号处理器16之间通过电缆连接；第二光耦合器22与第一光耦合器21之间通过光纤连接，数字信号处理器16与电流驱动电路17之间通过电缆连接。

具体地，如图2所示，在本公开实施例中，一种稳频光电振荡器，包括半导体激光器1、第一光耦合器21、强度调制器3、射频源4、光滤波器5、光放大器6、相位调制器7、偏振控制器8、陷波滤波器9、长光纤10、第一光电探测器111、电耦合器12、电放大器13、第一光耦合器22、气体吸收池14、第二光电探测器112、第二光电探测器113、第一模数转换器151、第二模数转换器152、数字信号处理器16、电流驱动电路17；

其中半导体激光器1、第一光耦合器21、强度调制器3、光滤波器5、光放大器6、相位调制器7、偏振控制器8、陷波滤波器9、长光纤10、第一光电探测器111之间依次通过光纤跳线连接；

其中第一光电探测器111、电耦合器12、电放大器13、相位调制器7之间依次通过电缆连接；

其中射频源4、强度调制器3之间通过电缆连接；

其中第一光耦合器21、第一光耦合器22、第二光电探测器112之间通过光纤跳线连接；

其中第一光耦合器22、气体吸收池14、第二光电探测器113之间通过光纤跳线连接；

其中第二光电探测器112、模数转换15a、数字信号处理器16、电流驱动电路17、半导体激光器1之间依次通过电缆连接；

其中第二光电探测器113、第二模数转换器152、数字信号处理器16之间依次通过电缆连接；

其中半导体激光器1用于产生单频光信号作为频率稳定的光电振荡器光源；其中第一光耦合器21用于将半导体激光器1产生的单频光信号等功率大小分成两路，其中一路用作光电振荡器光源产生电信号，另外一路用作频率稳定监测信号；

半导体激光器1、强度调制器3、射频源4、光滤波器5、光放大器6、相位调制器7、偏振控制器8、陷波滤波器9、长光纤10、第一光电探测器111、电耦合器12、电放大器13用于构成光电振荡器，实现扫频(单频)电信号的产生。强度调制器3用于电光调制；射频源4用于产生扫频(单频)微波信号；半导体激光器1、强度调制器3、射频源4用于产生单频光载波和扫频(单频)光边带；光滤波器5用于将某一个扫频(单频)光边带滤出作为光电振荡器的扫频(单频)光信号；扫频光信号、相位调制器7、陷波滤波器9、第一光电探测器111用于实现微波光子滤波，产生扫频电信号；光放大器6和电放大器13分别用于增加光、电信号的功率，维持光电振荡器起振状态；偏振控制器8用于调节光信号偏振态，使进入陷波滤波器9的光信号的偏振态为最佳工作状态；长光纤10用于增加环路光延时，提高谐振腔的品质因数(Q值)，提高信号输出质量；电耦合器用于将电信号分成两路一路输出，一路形成闭合环路。

第一光耦合器22、气体吸收池、第二光电探测器112、第二光电探测器113、第一模数转换器151、第二模数转换器152、数字信号处理器16、电流驱动电路17用于实现对半导体激光器1波长的反馈控制。第一光耦合器22用于将耦合器2a输入的光信号功率等大的分成两束，其中一束直接进入第二光电探测器112转换为电信号，由模数转换器检测功率大小转换为数字信号；体吸收池14用来吸收某一波长光信号；第二光电探测器113用来检测由于光信号波长移动，经过气体吸收池后，所引起的光功率的变化情况；第二模数转换器152用来将检测的功率大小转化为数字信号；数字信号处理器16用于将数字信号转换为电信号控制电流驱动电路17；电流驱动电路17用于控制半导体激光器1进行光信号波长的微调。

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步阐述说明。

如图2所示，为本发明的频率稳定的稳频光电振荡器，该频率稳定的稳频光电振荡器包括半导体激光器1、第一光耦合器21、强度调制器3、射频源4、光滤波器5、光放大器6、相位调制器7、偏振控制器8、陷波滤波器9、长光纤10、第一光电探测器111、电耦合器12、电放大器13、第一光耦合器22、气体吸收池14、第二光电探测器112、第二光电探测器113、第一模数转换器151、第二模数转换器152、数字信号处理器16、电流驱动电路17；其中半导体激光器1、第一光耦合器21、强度调制器3、光滤波器5、光放大器6、相位调制器7、偏振控制器8、陷波滤波器9、长光纤10、第一光电探测器111之间依次通过光纤跳线连接；其中第一光电探测器111、电耦合器12、电放大器13、相位调制器7之间依次通过电缆连接；其中射频源4、强度调制器3之间通过电缆连接；其中第一光耦合器21、第一光耦合器22、第二光电探测器112之间通过光纤跳线连接；其中第一光耦合器22、气体吸收池14、第二光电探测器113之间通过光纤跳线连接；其中第二光电探测器112、模数转换15a、数字信号处理器16、电流驱动电路17、半导体激光器1之间依次通过电缆连接；其中第二光电探测器113、第二模数转换器152、数字信号处理器16之间依次通过电缆连接；其中半导体激光器1用于产生单频光信号作为频率稳定的光电振荡器光源；其中第一光耦合器21用于将半导体激光器1产生的单频光信号等功率大小分成两路，其中一路用作光电振荡器光源产生电信号，另外一路用作频率稳定监测信号；半导体激光器1、强度调制器3、射频源4、光滤波器5、光放大器6、相位调制器7、偏振控制器8、陷波滤波器9、长光纤10、第一光电探测器111、电耦合器12、电放大器13用于构成光电振荡器，实现扫频(单频)电信号的产生。强度调制器3用于电光调制；射频源4用于产生扫频(单频)微波信号；半导体激光器1、强度调制器3、射频源4用于产生单频光载波和扫频(单频)光边带；光滤波器5用于将某一个扫频(单频)光边带滤出作为光电振荡器的扫频(单频)光信号；扫频光信号、相位调制器7、陷波滤波器9、第一光电探测器111用于实现微波光子滤波，产生扫频电信号；光放大器6和电放大器13分别用于增加光、电信号的功率，维持光电振荡器起振状态；偏振控制器8用于调节光信号偏振态，使进入陷波滤波器9的光信号的偏振态为最佳工作状态；长光纤10用于增加环路光延时，提高谐振腔的品质因数(Q值)，提高信号输出质量；电耦合器用于将电信号分成两路一路输出，一路形成闭合环路。第一光耦合器22、气体吸收池、第二光电探测器112、第二光电探测器113、第一模数转换器151、第二模数转换器152、数字信号处理器16、电流驱动电路17用于实现对半导体激光器1波长的反馈控制。第一光耦合器22用于将耦合器2a输入的光信号功率等大的分成两束，其中一束直接进入第二光电探测器112转换为电信号，由模数转换器检测功率大小转换为数字信号；气体吸收池14用来吸收某一波长光信号；第二光电探测器113用来检测由于光信号波长移动，经过气体吸收池后，所引起的光功率的变化情况；第二模数转换器152用来将检测的功率大小转化为数字信号；数字信号处理器16用于将数字信号转换为电信号控制电流驱动电路17；流驱动电路17用于控制半导体激光器1进行光信号波长的微调。

其中半导体激光器1用于产生单频光信号作为频率稳定的光电振荡器光源；其中第一光耦合器21用于将半导体激光器1产生的单频光信号等功率大小分成两路，其中一路用作光电振荡器光源产生电信号，另外一路用作频率稳定监测信号；

如图2所示，半导体激光器1、强度调制器3、射频源4、光滤波器5、光放大器6、相位调制器7、偏振控制器8、陷波滤波器9、长光纤10、第一光电探测器111、电耦合器12、电放大器13用于构成光电振荡器，实现扫频(单频)电信号的产生。强度调制器3用于电光调制；射频源4用于产生扫频(单频)微波信号；半导体激光器1、强度调制器3、射频源4用于产生单频光载波和扫频(单频)光边带；当半导体激光器1输出的单频光信号输入到强度调制器3，且由射频源4产生的扫频(单频)电信号调制到强度调制器3时，强度调制器3的输出光信号为单频光载波和正负扫频(单频)光边带；光滤波器5用于将某一个扫频(单频)光边带滤出作为光电振荡器的扫频(单频)光信号；扫频光信号、相位调制器7、陷波滤波器9、第一光电探测器111用于实现微波光子滤波，产生扫频电信号；扫频光信号进入相位调制器7，由于链路中存在噪声信号，因此相位调制器7输出信号中会包含功率相等，相位相反的光边带，此时光信号经过陷波滤波器9的滤波作用某一波长的光边带功率或者相位发生改变，再由第一光电探测器111进行光电转换，从而实现微波光子滤波，产生扫频(单频)电信号；光放大器6和电放大器13分别用于增加光、电信号的功率，维持光电振荡器起振状态；偏振控制器8用于调节光信号偏振态，使进入陷波滤波器9的光信号的偏振态为最佳工作状态；长光纤10用于增加环路光延时，提高谐振腔的品质因数(Q值)，提高信号输出质量；电耦合器用于将电信号分成两路一路输出，一路形成闭合环路。

如图2所示，第一光耦合器22、气体吸收池、第二光电探测器112、第二光电探测器113、第一模数转换器151、第二模数转换器152、数字信号处理器16、电流驱动电路17用于实现对半导体激光器1波长的反馈控制。

如图2所示，第一光耦合器22用于将耦合器2a输入的光信号功率等大的分成两束，其中一束直接进入第二光电探测器112转换为电信号，由模数转换器检测功率大小转换为数字信号，此时若光信号波长发生漂移光功率不会发生明显的改变，因此第二光电探测器112输出的电信号功率较为稳定；气体吸收池14用来吸收某一波长光信号；第二光电探测器113用来检测由于光信号波长移动，经过气体吸收池后，所引起的光功率的变化情况；由于气体吸收池的吸收峰存在一定宽度，即光信号在某一波长处，光功率衰减值最大，向两侧逐渐移动时，光功率衰减值逐渐减小，直至几乎无衰减；因此第二光电探测器113的输出电功率随波长的左右漂移发生不同变化，由第二模数转换器152将第二光电探测器113的输出电功率转化为数字信号；数字信号处理器16用于对第一模数转换器151、第二模数转换器152输入的数字信号做分析处理，同时输出电信号控制电流驱动电路17；电流驱动电路17用于控制半导体激光器1进行光信号波长的微调以实现所述频率稳定的光电振荡器工作在较为稳定的状态。

至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开稳频光电振荡器有了清楚的认识。

综上所述，本公开提供了一种稳频光电振荡器，所述稳频光电振荡器通过将光信号的波长转换为功率变化，由光电探测器实时检测，由数字信号处理器实时反馈控制，保证激光器的输出光信号的波长稳定性，由此来稳定系统所产生的电信号频率。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到「约」的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。并且，在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。