微波光子學(xué)濾波器及其應(yīng)用的研究.pdf

1、隨著光纖通信技術(shù)的不斷發(fā)展，利用光子學(xué)技術(shù)處理微波和毫米波信號(hào)正引起人們?cè)絹?lái)越廣泛的興趣，并由此產(chǎn)生了一個(gè)新型的交叉學(xué)科—微波光子學(xué)。相比于傳統(tǒng)的微波信號(hào)處理，利用微波光子學(xué)的方法具有低損耗，高帶寬，抗電磁干擾，以及可調(diào)諧性和可重構(gòu)性等優(yōu)點(diǎn)，并已在寬帶無(wú)線接入網(wǎng)，傳感網(wǎng)絡(luò)，雷達(dá)，衛(wèi)星通信和電子戰(zhàn)爭(zhēng)中得到廣泛的應(yīng)用。微波光子學(xué)濾波器作為全光微波信號(hào)處理系統(tǒng)的核心器件，利用光纖和光器件使有用的微波信號(hào)通過(guò)而抑制噪聲和無(wú)用的微波頻率信號(hào)。目前

2、已在光載無(wú)線通信和光相控陣天線中發(fā)揮著重要的作用，并且具有和目前光纖通信系統(tǒng)相兼容的天然優(yōu)勢(shì)。本文的研究?jī)?nèi)容可以概括為以下幾點(diǎn)：
　　 （1）總結(jié)并分析了影響微波光子學(xué)濾波器頻率響應(yīng)的幾個(gè)因素，即抽頭數(shù)，權(quán)值系數(shù)和時(shí)延差。利用離散傅里葉變換的原理，分析了如何通過(guò)設(shè)計(jì)濾波器的權(quán)值系數(shù)得到特定的頻率響應(yīng)。利用半導(dǎo)體光放大器（SOA）的四波混頻和交叉增益調(diào)制效應(yīng)實(shí)現(xiàn)了具有任意頻率響應(yīng)的微波光子學(xué)濾波器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示與理論分析相符。

3、r>　　 （2）提出了一種基于光微分器的全光移相器，并報(bào)道了兩種方案利用全光移相器實(shí)現(xiàn)了復(fù)系數(shù)微波光子學(xué)濾波器。這兩種方案分別利用了SOA的交叉相位調(diào)制和相位調(diào)制信號(hào)解調(diào)過(guò)程中的微分作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示兩種方案分別實(shí)現(xiàn)了可調(diào)諧范圍為一個(gè)和半個(gè)自由光譜范圍（FSR）的復(fù)系數(shù)微波光子學(xué)濾波器。
　　 （3）提出了一種利用法布里-珀羅半導(dǎo)體光放大器（FP-SOA）的相移特性實(shí)現(xiàn)復(fù)系數(shù)微波光子學(xué)濾波器的方案。此方案由多光束干涉特性提出，

4、利用FP-SOA中載流子濃度的改變，實(shí)現(xiàn)了大可調(diào)諧范圍的復(fù)系數(shù)微波光子學(xué)濾波器。我們還報(bào)道了利用全光希爾伯特變換實(shí)現(xiàn)微波移相器的方案。該方案可以在寬帶范圍內(nèi)對(duì)微波相位進(jìn)行連續(xù)調(diào)諧。
　　 （4）總結(jié)并分析了光學(xué)任意波形產(chǎn)生的原理。從光調(diào)制信號(hào)的傅里葉變換表達(dá)式出發(fā)，通過(guò)對(duì)信號(hào)每條譜線的強(qiáng)度和相位進(jìn)行調(diào)制就可以改變輸出信號(hào)的波形。
　　 實(shí)驗(yàn)中，我們提出了利用SOA的四波混頻效應(yīng)產(chǎn)生了多條梳狀譜線，然后用可編程濾波器對(duì)每條