基于寬帶光源的可調(diào)微波光子濾波器研究.pdf

1、近幾十年來，利用光子技術(shù)來傳輸和處理射頻（RF）信號的微波光子信號處理技術(shù)得到快速發(fā)展，相比傳統(tǒng)的微波技術(shù)具有獨特的優(yōu)勢。微波光子濾波器除了能在RF系統(tǒng)或鏈路中和傳統(tǒng)的濾波器具有相同的濾波作用外，光子技術(shù)還具有低損耗，高帶寬，抗電磁干擾(EMI)等優(yōu)點，同時能實現(xiàn)快速可調(diào)以及可重構(gòu)性等功能。
　　本論文首先討論使用馬赫曾德干涉儀(MZI)對寬譜光源分割的結(jié)構(gòu)，分別在強度調(diào)制和相位調(diào)制下對該結(jié)構(gòu)進行Optisystem系統(tǒng)仿真和數(shù)值

2、分析比較:理論分析了強度和相位調(diào)制下，寬譜光源帶寬、光纖長度、干涉儀兩臂光程差以及色散斜率等不同參數(shù)對濾波器的傳輸響應(yīng)和可調(diào)時的幅度響應(yīng)、中心頻率以及帶寬等性能的影響;分別系統(tǒng)仿真了這兩種調(diào)制下濾波器的頻率響應(yīng)、可調(diào)性以及濾波效果，并對所得結(jié)果比較分析。其次，在上述分析的基礎(chǔ)上，引入光載波可調(diào)時延結(jié)構(gòu)來改善濾波器的可調(diào)性能，分別理論分析了在強度調(diào)制和載波抑制調(diào)制下該結(jié)構(gòu)的頻率響應(yīng)和可調(diào)性，并對該結(jié)構(gòu)在載波抑制調(diào)制下進行系統(tǒng)仿真和實驗驗證

3、，同時加載MZI結(jié)構(gòu)中的限制頻率來對比濾波效果。最后，為了具體說明該濾波器的傳輸信號性能，將其應(yīng)用于攜帶基帶信號的副載波SCM解復(fù)用，仿真分析兩路解復(fù)用下得到的副載波信號、眼圖以及誤碼率。
　　研究結(jié)果表明，調(diào)節(jié)時延差可以實現(xiàn)濾波器的可調(diào)性，在頻率響應(yīng)方面，MZI結(jié)構(gòu)和光載波時延結(jié)構(gòu)都會產(chǎn)生單帶通響應(yīng)，但是由于都會受到光纖色散影響，MZI結(jié)構(gòu)的強度調(diào)制在高頻處存在陷波，有基帶響應(yīng);相位調(diào)制在低頻和高頻處存在陷波，無基帶響應(yīng)，而光載

4、波時延結(jié)構(gòu)色散和頻率響應(yīng)同時平移，因此不受影響。在可調(diào)性方面，由于陷波的存在，在25km的光纖傳輸情況下，MZI結(jié)構(gòu)的強度調(diào)制連續(xù)可調(diào)窗口為1～12.2GHz，相位調(diào)制為3～17.2GHz，而光載波時延結(jié)構(gòu)能實現(xiàn)20GHz內(nèi)可調(diào)，實驗結(jié)果對比很好地驗證了這一點。在3dB帶寬及Q值方面，三階色散對光源帶寬展寬影響較為顯著，為了平穩(wěn)可調(diào)，兩個結(jié)構(gòu)都要將寬帶光源限制在臨界帶寬內(nèi)，這也是限制頻率窗口和Q值的主要原因。因此，寬帶光源的光載波時延結(jié)