Читать «Квантовый оптоэлектронный генератор» онлайн - страница 28

Для сравнения на рис.1.14 а представлены нагруженные добротности резонаторов традиционных автогенераторов и ОАГ с ВОЛЗ, а на рис.1.14б нормированные на время задержки потери мощности при распространении колебаний. Из анализа на рис.1.14 а) и б) добротностей резонаторов (и линий задержек) и нормированных на время задержки потерь мощности при распространении сигнала (колебаний) сделаем выводы: использование ОАГ с ВОЛЗ в качестве малошумящих генераторов должно иметь несомненные преимущества перед генераторами с КР и ПАВР на частотах выше 5…7 ГГц [40], ОАГ с ВОЛЗ становится конкуретным на частотах выше 5…7 ГГц с генератором на лейкосапфире, и ОАГ с ВОЛЗ имеет преимущества перед генератором на лейкосапфире на частотах 12…70 ГГц и выше [3].

м

Рис.1.29. Добротности резонаторов и линии задержки, применяемых в современных стабильных автогенераторах ВЧ и СВЧ. 1-КР-кварцевый резонатор, 2-ПАВР- резонатор на поверхностных акустических волнах, 3 -объемный резонатор электромагнитных волн, 4- ДКР- дисковый диэлектрический резонатор из керамических сплавах, 5- ДДРлС-дисковый диэлектрический резонатор из лейкосапфира, 6 —ЖИГР-резонатор из иттрий аллюминиевого граната, 7-ВОЛЗ — волоконно-оптическая линия задержки (время задержки 50 мкс), 8 — ОДР — оптический дисковый резонатор.

Рис.1.30. Нормированные на время задержки потери мощности при распространении сигнала (колебаний) в 1,2- в радиочастотных кабелях РК-50 и РК-75; в 3,4- в акустических кристаллах в кварце SiO₂ Y- и Z-срезов; 5.6-рэлеевская упругая волна и продольная волна в кристалле LiNbO₃ (без учета потерь в электроакустических преобразователях); 7,8- продольная волна и поверхностная волна «шепчущей галереи» в лейкосапфире; 9 — потери в оптическом волокне (потери примерно 0,2дБ/км на длинах волн 1,3мкм и 1,55мкм); 10,11- при разных потерях в ВОЛЗ с учетом потерь на электронно-оптическое в кванотоворазмерном лазерном диоде и оптоэлектронное преобразование в фотодетекторе ФД и потерь на стыковку оптического волокна ОВ с лазерным диодом и фотодетектором ФД.

На рис.1.15 видно, что с повышением частоты добротность кварцевого КР и ПАВ резонаторов уменьшается из-за потерь акустической волны в материале резонатора, изготовленного из кварца. Для оптоэлектронного генератора ОЭГ добротность ВОЛЗ, которую можно вычислить как, где — средняя частота генерации ОЭГ, — время задержки колебаний (сигнала) в ВОЛЗ, является линейно нарастающей функцией. По типу механизмов задержки автоколебаний и аккумулирования энергии Повтор!) резонаторы автогенераторов можно разделить на акустические (КР и ПАВР), электромагнитные (ЖИГР, ДКР, ОбР и ДДРлС) и оптоэлектронные (ВОЛЗ и ОДР). С ростом радиочастоты генерации происходит увеличение акустических потерь в «акустоэлектронных» кварцевом КР и ПАВ резонаторах и это приводит к снижению их добротности на СВЧ. Среди «электромагнитных» резонаторов, в которых происходит преобразование электрических колебаний в электромагнитное поле СВЧ, наибольшей добротностью обладает дисковый диэлектрический резонатор из лейкосапфира ДДРлС. Основным недостатком ДДРлС является сильная зависимость резонансной частоты и фазочастотной характеристики от температуры (собственный температурный коэффициент частоты генератора из лейкосапфира ТКЧ составляет). Альтернативным способом увеличения добротности автоколебательных систем является использование механизмов оптоэлектронного преобразования и применение ВОЛЗ и оптических дисковых резонаторов ОДР. Добротность ВОЛЗ на частотах 5—100 ГГц составляет примерно …10⁶.