Low-Timing-Jitter and Low-Phase-Noise Microwave Signal Generation Using a VCSEL-Based Optoelectronic Oscillator

• Autores: Christian Daniel Muñoz, Juan Coronel, Gloria Margarita Varón Durán, Fabien Destic, Angelique Rissons
• Localización: Ingeniería e Investigación, ISSN-e 2248-8723, ISSN 0120-5609, Vol. 42, Nº. 2, 2022
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Generación de señales microondas de bajo ruido yfluctuación de fase utilizando un oscilador optoelectrónicobasado en VCSEL
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• Resumen
  • español

    Este artículo presenta los primeros resultados de la caracterización de la fluctuación de fase (jitter) de un oscilador optoelectrónico basado en VCSEL (VBO) a 2,5 GHz. Para todas las implementaciones, se caracterizaron láseres de emisión superficial con cavidad vertical (VCSEL) que emiten en las bandas O y C. La cavidad resonante se modificó a través de la longitud de la línea de retardo óptico para verificar su impacto en la fluctuación temporal y el ruido de fase del VBO. El valor de jitter pico a pico más bajo obtenido experimentalmente fue 71 mUI cuando la longitud de la fibra óptica era de 1 km, mientras que el ruido de fase más bajo fue -124 dBc/Hz con 5 km. Este valor de ruido de fase, medido a 10 kHz de la portadora principal, representa un mejoramiento de 8 dB con respecto a resultados previos y es el valor más bajo registrado en la literatura para la arquitectura VBO a 2,5 GHz.

  • English

    This article presents the first results of the timing-jitter characterization of a VCSEL-based optoelectronic oscillator (VBO) at 2,5 GHz. For all implementations, vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSEL) emitting in the O and C-bands were characterized. The resonant cavity was modified through the optical delay line length to verify its impact on timing-jitter and phase noise of the VBO. The lowest peak-to-peak jitter value obtained experimentally was 71 mUI when the optical fiber length was 1 km, whereas the lowest phase noise was -124 dBc/Hz with 5 km. This phase noise value, measured at 10 kHz offset, represents an 8 dB improvement compared to previous results, and it is the lowest value reported in the literature for the VBO architecture at 2,5 GHz.