基于微環(huán)的集成波導微波光子濾波器研究.pdf

1、微波光子技術將光子學手段應用于微波系統(tǒng)中，進行微波信號的傳輸與處理，具有低損耗、大帶寬、可調控等優(yōu)勢。微波光子技術的發(fā)展趨勢是采用先進的光子集成技術將激光器、調制器、微波光子信號處理器、光電探測器等功能器件的集成到同一芯片上，進而與電子器件集成，最終實現(xiàn)系統(tǒng)小體積、輕量化與低功耗。本論文對集成化微波光子系統(tǒng)中濾波的功能單元進行研究，對基于集成波導微環(huán)及其與馬赫曾德干涉儀(MZI)結構相結合的微波光子濾波器進行特性分析、結構設計與濾波應用

2、研究。
　　論文首先對全通型波導微環(huán)的濾波響應特性進行了理論分析，對實驗室制備的定向耦合器結構聚合物波導微環(huán)和可調耦合器結構聚合物波導微環(huán)的濾波特性進行了測試分析，獲得了良好的陷波濾波功能（消光比分別為12.3dB和18.0dB）。將可調微環(huán)的高消光比特性應用于微波光纖傳輸系統(tǒng)，實驗上實現(xiàn)了單邊帶濾波輸出，有效解決了傳統(tǒng)雙邊帶微波光纖傳輸系統(tǒng)由于光纖色散導致的微波功率衰減問題。
　　接著，針對高矩形度、大消光比、可調諧濾波應

3、用需求，研究了單個微環(huán)與MZI相結合的可調諧微波光子濾波器。分析了濾波器結構參數(shù)，包括耦合系數(shù)κr、周損耗因子γ1、附加相移Δ(φ)1等，對濾波響應特性的影響，結果表明濾波曲線的形狀因子和消光比存在相互制約的關系?；诰酆衔颬SQ-L波導，設計出形狀因子為0.85、消光比為32dB的微波光子濾波器，仿真結果表明通過電極熱光調相該濾波器可以實現(xiàn)8～69GHz范圍內的可調諧RF單邊帶濾波功能。
　　最后，針對可重構濾波應用需求，研究了

4、四個微環(huán)與MZI結合的單帶通微波光子濾波器。利用數(shù)字濾波器的分析方法對其結構參數(shù)進行優(yōu)化設計，并對其可調諧性（包括中心波長調諧、帶寬調諧）進行了仿真分析。結果表明濾波曲線的帶寬和形狀因子具有一致性關系但帶寬和平坦度存在相互制約關系。將MZI+4Ring濾波器的性能參數(shù)和多環(huán)級聯(lián)的性能參數(shù)進行了比較，得出MZI+4Ring濾波曲線的形狀因子要高于多環(huán)級聯(lián)的形狀因子且MZI+4Ring濾波器通過對微環(huán)上附加相位的調諧可以很容易實現(xiàn)中心波長和