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光电振荡器(optoelectronic oscillator, OEO)作为一种新型高性能振荡器，由于其具有高振荡频率、低相位噪声和高频谱纯度等特性，受到越来越多学者的关注和研究。随着OEO的相位噪声和边模抑制性能的不断完善，频率可调谐性成为了其实用化的阻碍，如何在保证低相位噪声和高边模抑制性能的同时产生频率可调谐的振荡信号成为了研究的热点。除了上述特性，OEO的振荡频率对于腔长变化特别敏感。利用这一特性，可以将待测长度引入于OEO的光域环路中，凭借振荡频率对腔长变化敏感的特性，通过测量振荡频率即可获得待测距离信息，该方法具有高精度距离测量的潜力。
本文基于以上的认识，在可调谐OEO和基于OEO的距离测量技术两个方面展开工作：
1.在OEO的频率可调谐性的研究方面，本文对国内外的研究方案进行了分析，并提出了一种基于电增益选频腔的频率可调谐OEO方案，并对其进行了理论分析、仿真分析和实验验证。该方案保留了OEO低相位噪声的优势，通过调节OEO环腔中光延时线的延时量和电增益选频腔中移相器的偏置电压，使两个环腔达到最佳匹配状态实现边模抑制；利用频率牵引效应实现输出频率可调谐，最终产生了频率调谐范围为10.05GHz~10.09GHz、调谐步长为400kHz的输出信号，频率在40MHz的范围内连续可调谐。当输出频率为10.0519GHz时，其边模抑制比为60dB，相位噪声为-115dBc/Hz@10kHz。
2.在基于OEO的高精度测距技术方面，本文比较了传统激光测距技术的优劣，在之前的OEO测距方案基础上，本文提出了一种基于双波长交替起振OEO的高精度相对距离测量方案。该方案通过控制参考环和测量环的激光器的工作状态，实现两环路的交替起振，利用参考环补偿测量环路的腔长漂移，实现高精度测量。实验中，先利用光延时线模拟空间距离变化，对测量结果求标准差不超过0.5μm；搭建空间光路进行测试，在等效测量距离变化分别为0mm、+2mm、-2mm、+10mm、-10mm、+20mm和-20mm的测试条件下，对测量结果求标准差不超过0.8μm。
本文基于以上的认识，在可调谐OEO和基于OEO的距离测量技术两个方面展开工作：
1.在OEO的频率可调谐性的研究方面，本文对国内外的研究方案进行了分析，并提出了一种基于电增益选频腔的频率可调谐OEO方案，并对其进行了理论分析、仿真分析和实验验证。该方案保留了OEO低相位噪声的优势，通过调节OEO环腔中光延时线的延时量和电增益选频腔中移相器的偏置电压，使两个环腔达到最佳匹配状态实现边模抑制；利用频率牵引效应实现输出频率可调谐，最终产生了频率调谐范围为10.05GHz~10.09GHz、调谐步长为400kHz的输出信号，频率在40MHz的范围内连续可调谐。当输出频率为10.0519GHz时，其边模抑制比为60dB，相位噪声为-115dBc/Hz@10kHz。
2.在基于OEO的高精度测距技术方面，本文比较了传统激光测距技术的优劣，在之前的OEO测距方案基础上，本文提出了一种基于双波长交替起振OEO的高精度相对距离测量方案。该方案通过控制参考环和测量环的激光器的工作状态，实现两环路的交替起振，利用参考环补偿测量环路的腔长漂移，实现高精度测量。实验中，先利用光延时线模拟空间距离变化，对测量结果求标准差不超过0.5μm；搭建空间光路进行测试，在等效测量距离变化分别为0mm、+2mm、-2mm、+10mm、-10mm、+20mm和-20mm的测试条件下，对测量结果求标准差不超过0.8μm。