ROF系統(tǒng)中光學(xué)產(chǎn)生毫米波及相關(guān)技術(shù)的研究.pdf

1、隨著移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)有微波通信頻段的帶寬已無(wú)法滿(mǎn)足日益增加的多媒體寬帶無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)的需求，因此毫米波無(wú)線(xiàn)通信是邁向高速率和大容量的有效途徑。ROF技術(shù)是將光纖通信技術(shù)與毫米波通信技術(shù)進(jìn)行融合，既可有效解決毫米波在大氣中傳輸距離短的問(wèn)題，又可以實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)通信寬帶化，在多媒體移動(dòng)通信、固定網(wǎng)寬帶無(wú)線(xiàn)接入、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)和智能交通等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本論文圍繞ROF系統(tǒng)中光學(xué)產(chǎn)生毫米波及其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行理論與實(shí)驗(yàn)的研究

2、，取得了一些創(chuàng)新性研究成果。具體研究的主要內(nèi)容與成果如下：
　　 (1)從光外差產(chǎn)生的毫米波電流式出發(fā)，討論了光外差產(chǎn)生毫米波的條件，探討了光外差產(chǎn)生電磁波的頻率上限及制約因素，得出了頻率上限主要受光拍形成條件和光電探測(cè)器帶寬的限制。
　　 (2)分析了摻鉺光纖激光器的縱模特性，闡述了單縱模激光的產(chǎn)生條件與測(cè)量方法。從摻鉺光纖(EDF)駐波干涉原理和速率方程出發(fā)，推導(dǎo)了EDF飽和吸收體的吸收系數(shù)和FBG帶寬的數(shù)學(xué)式，

3、闡述了對(duì)雙波長(zhǎng)激光進(jìn)行單縱模濾波的原理。
　　 (3)提出和實(shí)驗(yàn)證實(shí)了用可調(diào)帶通濾波器和帶阻濾波器級(jí)聯(lián)生成雙峰窄帶濾波器的新方法。利用可調(diào)帶通濾波器和帶阻濾波器級(jí)聯(lián)，獲得了波長(zhǎng)可切換的雙波長(zhǎng)光纖環(huán)形激光器，得到了頻率間隔分別為49.85 GHz和59.83 GHz的雙波長(zhǎng)激光，研究了雙波長(zhǎng)激光的穩(wěn)定機(jī)理和功率輸出特性。
　　 (4)將梳狀濾波的延遲干涉儀（DI）與可調(diào)帶通濾波器進(jìn)行級(jí)聯(lián)，用未泵浦的保偏摻鉺光纖（PM-

4、EDF）飽和吸收體進(jìn)行單縱模濾波，獲得了波長(zhǎng)可調(diào)的雙波長(zhǎng)單縱模摻鉺光纖環(huán)形激光器。用光電探測(cè)器對(duì)雙波長(zhǎng)激光進(jìn)行拍頻，得到了線(xiàn)寬小于25KHz的20.07GHz微波和39.96GHz毫米波。
　　 (5)提出了用微環(huán)諧振器實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)可調(diào)的雙波長(zhǎng)單縱模光纖激光器和光外差產(chǎn)生毫米波的設(shè)想。理論計(jì)算表明，通過(guò)選擇微環(huán)半徑和耦合系數(shù)，可以獲得pm量級(jí)帶寬和60GHz頻率間隔的梳狀濾波，可以減少光纖激光器的縱模數(shù)和提高光差拍信號(hào)的穩(wěn)定性。<

5、br>　　 (6)采用火焰加熱拉錐技術(shù)，用標(biāo)準(zhǔn)單模光纖制備了直徑約5.8mm的微納光纖。用微納光纖設(shè)計(jì)并研制了兩種環(huán)直徑的knot諧振器。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該knot諧振器有清晰的梳狀譜，性能良好。利用knot諧振器和PM-EDF飽和吸收體，實(shí)驗(yàn)得到了波長(zhǎng)可調(diào)的雙波長(zhǎng)單縱模摻鉺光纖環(huán)形激光器，光外差獲得了15.57GHz微波和35.57GHz毫米波，證實(shí)了用微環(huán)諧振器實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)可調(diào)的雙波長(zhǎng)單縱模光纖激光器和光外差產(chǎn)生毫米波的可行性。