半導體所在集成化耦合式光電振蕩器研究方面取得新進展

2025-10-02 08:41:39來源：中國科學院半導體研究所閱讀量：17683 評論

　　低噪聲小型化微波信號源在雷達、通信等現(xiàn)代電子信息系統(tǒng)中發(fā)揮著重要作用，基于微波光子學的光電振蕩器(OEO)能夠產(chǎn)生高帶寬、低相位噪聲的微波信號，目前已被廣泛研究，但當前的OEO系統(tǒng)體積普遍較大、成本功耗較高。雖然國內(nèi)外也報道了一些集成化OEO的方案，但其相噪較差或仍需很長的光纖才能實現(xiàn)低相噪，限制了其進一步應用。

　　近期，中國科學院半導體研究所李明研究員團隊提出了一種集成化耦合式OEO，可在保證較高集成度的同時，實現(xiàn)短腔低相噪。所提出的集成化耦合式OEO將傳統(tǒng)單環(huán)OEO的正弦振蕩轉(zhuǎn)換為脈沖型振蕩，在同樣腔長的條件下，有效抑制了時間抖動，從而實現(xiàn)短腔低相噪。所提出的方案將耦合式OEO核心的電光調(diào)制器、光電探測器和光學濾波器等關鍵元器件集成到了硅光芯片上，可支持2-30GHz寬帶頻率可調(diào)諧，信號的相位噪聲低至-132dBc@10kHz，為面向雷達探測等應用的高性能集成微波信號源的實現(xiàn)提供了新途徑。

　　相關成果以“Integrated coupled optoelectronic oscillator for low-noise microwave generation”為題發(fā)表于《光子學研究》(Photonics Research)。半導體所李明研究員、郝騰飛副研究員為共同通訊作者，博士生李明健為第一作者。

　　該工作得到了北京市自然科學基金、國家自然科學基金和中國科協(xié)青年人才托舉工程的資助。

　　圖1 (a)傳統(tǒng)單環(huán)OEO與耦合式OEO產(chǎn)生微波信號的時間抖動；(b)傳統(tǒng)單環(huán)OEO原理圖；(c)耦合式OEO原理圖

　　圖2(a)集成化耦合式OEO的可調(diào)諧輸出頻譜，(b)不同中心頻率處的相位噪聲特性

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