ення справедливо у випадку, коли зміни фази невеликі:
(1.11)
1.2.2 Базова конструкція оптоелектронного генератора
Оптоелектронний СВЧ-генератор з ланцюгом позитивного зворотного зв'язку з виходу на вхід на основі волоконно-оптичної лінії затримки [1], містить електрооптичний перетворювач 1 (для даного генератора нумерація блоків наведена згідно малюнку 1.2), вихід якого оптично з'єднаний з входом оптоелектронного перетворювача 3 за допомогою відрізка оптичного волокна 2, СВЧ-підсилювач 4, вхід якого електрично з'єднаний з виходом оптоелектронного перетворювача 3, смуговий СВЧ-фільтр 5, вхід якого електрично з'єднаний з виходом СВЧ-підсилювача 4, СВЧ-дільник 6, вхід якого електрично з'єднаний з виходом полосного СВЧ-фільтра, а один з виходів електрично з'єднаний з входом електрооптичного перетворювача, інший же вихід СВЧ-дільника є джерелом корисного гармонійного СВЧ-сигналу. Слід зазначити також, що перед входом оптоелектронного перетворювача можливо встановити волоконно-оптичний розгалужувач, один з виходів якого з'єднати зі входом оптоелектронного перетворювача, а інший вихід буде джерелом модульованого оптичного випромінювання.
При використанні досить довгого відрізка оптичного волокна в даному оптоелектронному СВЧ-генераторі досягається низьке значення фазового шуму, при цьому величина фазового шуму не збільшується із зростанням частоти генерованого СВЧ-сигналу, так як добротність волоконно-оптичної лінії затримки залишається постійною [32]. Однак у спектрі СВЧ-сигналу, що генерується даними оптоелектронним СВЧ-генератором присутні побічні моди з досить великою амплітудою.
Оптоелектронний генератор, загалом, являє собою СВЧ-підсилювач з волоконно-оптичної петлею зворотного зв'язку, в якій реалізується тривала затримка сигналу. Після проходження сигналом петлі зворотного зв'язку на вході СВЧ-підсилювача відбувається інтерференція гармонійного сигналу і шуму, причому інтерференція - конструктивна для сигналу і деструктивна - для шуму.
Малюнок 1.2 - Базова конструкція оптоелектронного генератора
Прикладом конкретного виконання оптоелектронного СВЧ-генератора є генератор, що включає оптоелектронний перетворювач, який являє собою лазерний модуль із зовнішньою модуляцією на основі LiNbO 3 електрооптичного модулятора Маха-Цендера з напівхвильового напругою 3 В на частоті модуляції 60 ГГц, оптичними втратами 4 дБ і коефіцієнтом контрастності 30 дБ. У якості джерела випромінювання використовується інжекційний InGaAsP/InP лазерний діод з розподіленою зворотним зв'язком і оптоволоконним висновком, що зберігає поляризацію, який генерує оптичне випромінювання на довжині хвилі 1550 нм потужністю 30 мВт і відносній інтенсивністю шуму - 160 дБ/Гц, при цьому ширина лінії генерації на напіввисоті становить 4 МГц. В якості відрізка оптичного волокна використовуються стандартні одномодові кварцові волоконно-оптичні кабелі з оптичними роз'ємами. Оптоелектронний перетворювач являє собою високошвидкісний InGaAs/InP pin фотодіодний модуль з оптоволоконним введенням, який володіє струмового чутливістю 0,8 А/Вт, граничної частотою 64 ГГц і опором навантаження 50 Ом. В якості СВЧ-підсилювача використовується GaAs транзисторний підсилювальний модуль, що володіє коефіцієнтом посилення по напрузі 10 і коефіцієнтом шуму 2 на частоті 60 ГГц. В якості смугового СВЧ-фільтра використовується фільтр на основі копланарних ліній передачі. СВЧ-дільник має коефіцієнт ділення по потужності 50%/50%.
3. Нелінійна генерація середнього інфрачервоного діапазону у хвилеводах модельованій профілем діелектричної проникності і торцевим висновком випромінювання
3.1 Модель структури хвилеводу для торцевого виведення випромінювання
Модельована напівпровідникова структура для перетворення випромінювання ближнього інфрачервоного діапазону в середній і дальній представлена ??на малюнку 2.1 і малюнку 2.2.
Малюнок 1.3 - Зображення модельованої структури. 1-метал, 2-GaAs, 2 | 3-шар з гофром уздовж перпендикулярної координати, 3- InGaP, 4-GaAs, 5-InGaP, 6-GaAs
Хвилевід для короткохвильового випромінювання (рисунок 2.2) формується шляхом укладення вузькозонних GaAs 4 в широкозонні еміттерние шари InGaP 3 і 5 з меншим показником заломлення. Металевий шар 1 і шар GaAs 6 є обкладочнимі, і формують хвилевід для низькочастотних мод. Шар з модульованим показником заломлення 2 | 3 формується за допомогою шарів GaAs 2 і InGaP 3, і детально представлений на рисунку 2.2. Видно, що гофр показника заломлення формується заходять один в одного шарами InGaP/GaAs.
Малюнок 1.4 Досліджувана структура для виведення випромінювання з торця (1 - метал; 2, 4, 6 - GaAs, 3, 5 - InGaP; стр...
