微波信号产生-GHz高重频飞秒激光器的应用
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作者:莱速科技
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发布时间: 2026-06-14
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微波信号产生
精密微波信号生成
近年来，市场对超低噪声微波（MW）与射频（RF）信号源的需求大幅增长。传统工业设备与前沿科研实验均对信号精度提出了越来越高的要求，典型应用场景如下：
雷达系统
国防通信
光子模数转换器
超高稳定时钟
测试与测量设备
卫星通信
粒子加速器、自由电子激光器（FEL）
相干通信
利用锁模激光器产生超低相位噪声信号，可轻松实现均方根RMS时间抖动低于亚飞秒的射频RF/ 微波MW输出。传统超低噪声石英振荡器的相位噪声比该方案高出数个数量级；而低温冷却蓝宝石振荡器需要配套复杂的制冷系统，受结构限制，应用场景十分有限。现阶段，基于光频梳架构的新一代超低噪声微波发生技术虽能实现极高的相位稳定性与极低相位噪声，但设备安装调试难度大、运维成本高昂。
在信号处理、通信等高性能应用场景中（如采样时钟、模数转换器、信号源分析仪主振荡器），高频相位噪声与累积时间抖动是制约系统性能的核心因素。针对这类场景，可直接采用自由运转锁模激光器配合光电二极管及可选配的电子放大器生成微波信号。若需进一步压低低频段相位噪声、保障系统长期稳定性，可将锁模激光器与低噪声电子振荡器进行锁相或同步。对于需要高频微波参考源（例如 10 GHz）的场景，也可将低噪声压控振荡器与锁模激光器同步，以此输出标准微波信号。
Menhir Photonics 产品优势
本公司推出的锁模激光器具备目前市场顶尖的低相位噪声指标，同时拥有极高的运行可靠性。图 1 为 MENHIR-1550 系列自由运转激光器在 10 GHz 载波（对应 250 MHz 脉冲重复频率的40 次谐波）下的典型相位噪声测试曲线。受测试设备噪声基底限制，该产品积分时间抖动低至约 500 阿秒。
核心亮点
市场领先的超低时间抖动
最高支持 12.5 GHz 超高重复频率
脉冲幅度复现性极佳
光子模数转换器 ADC (白皮书下载)
数据数字化技术为通信、雷达及信号处理领域带来了全新发展机遇。目前绝大多数传感系统都需要完成模拟信号至数字信号的转换。当下信号传输速率持续提升，已经超越了传统电子模数转换器（ADC）的性能上限。更高的带宽、速率与数字化精度要求，对模数转换系统的孔径抖动提出了严苛要求。
采用光子技术提供低时间抖动时钟源，是优化模数转换器性能的有效途径。以 MENHIR‑1550 这类锁模激光器作为时钟源，不仅能改善抖动指标，还可催生多种全新的超快光子数字化技术。
本文实测验证：利用 MENHIR‑1550 为模数转换器提供时钟信号，系统可实现更高工作带宽，同时将整体时间抖动控制在 1 飞秒以内。
射频信号生成 (白皮书下载)
射频信号源在现代科技领域应用广泛，雷达、全球定位系统（GPS）及众多前沿技术均依赖射频信号的生成与比对。随着测量系统精度与通信速率不断提升，行业对射频信号的相位噪声与时间抖动指标要求愈发严格。
将 MENHIR‑1550 低相位噪声激光器作为振荡源，可搭建光子式射频信号生成方案，全面满足当下及未来的射频应用需求。该方案可无缝兼容现有射频设备，既适用于实验室环境，也可在复杂严苛的工况下稳定工作。
测试曲线说明
10 GHz 载波单边带相位噪声曲线（MENHIR-1550，重复频率 250 MHz） |
该款自由运转激光器在 100 Hz~10 MHz 频带内，积分时间抖动为 9 fs |
产品拓展功能与可靠性
MENHIR-1550 全系列激光器均可选配重复频率快速调谐模块，调制带宽大于 50 kHz，可用于重复频率锁定与系统同步；同时支持泵浦电流高速调制功能。
该系列产品具备工业级品质与优异的环境适应性，已完成全面的振动、冲击等外部干扰测试（符合航空航天相关标准）。针对航天等特种关键应用场景，还可提供定制化小型化版本。
参考文献
osapublishing.org
osapublishing.org
ieee.org
doi.org
