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半导体所在集成化耦合式光电振荡器研究方面取得新进展

2025-10-02 08:41:39来源：中国科学院半导体研究所阅读量：13966 评论

　　低噪声小型化微波信号源在雷达、通信等现代电子信息系统中发挥着重要作用，基于微波光子学的光电振荡器(OEO)能够产生高带宽、低相位噪声的微波信号，目前已被广泛研究，但当前的OEO系统体积普遍较大、成本功耗较高。虽然国内外也报道了一些集成化OEO的方案，但其相噪较差或仍需很长的光纤才能实现低相噪，限制了其进一步应用。

　　近期，中国科学院半导体研究所李明研究员团队提出了一种集成化耦合式OEO，可在保证较高集成度的同时，实现短腔低相噪。所提出的集成化耦合式OEO将传统单环OEO的正弦振荡转换为脉冲型振荡，在同样腔长的条件下，有效抑制了时间抖动，从而实现短腔低相噪。所提出的方案将耦合式OEO核心的电光调制器、光电探测器和光学滤波器等关键元器件集成到了硅光芯片上，可支持2-30GHz宽带频率可调谐，信号的相位噪声低至-132dBc@10kHz，为面向雷达探测等应用的高性能集成微波信号源的实现提供了新途径。

　　相关成果以“Integrated coupled optoelectronic oscillator for low-noise microwave generation”为题发表于《光子学研究》(Photonics Research)。半导体所李明研究员、郝腾飞副研究员为共同通讯作者，博士生李明健为第一作者。

　　该工作得到了北京市自然科学基金、国家自然科学基金和中国科协青年人才托举工程的资助。

　　图1 (a)传统单环OEO与耦合式OEO产生微波信号的时间抖动；(b)传统单环OEO原理图；(c)耦合式OEO原理图

　　图2(a)集成化耦合式OEO的可调谐输出频谱，(b)不同中心频率处的相位噪声特性

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