微波光纤连接的调制器

利用光纤技术传送微波信号,简称为微波光纤连接(Microwave fibre-OpticalLink),是当前光电子学和微波技术的重要前沿,它对发展卫星通信、电子对抗和雷达新系统、新装备方面起着重要的作用.本文在介绍其应用背景的基础上,着重描述了其关键元件一调制器的工作原理与设计方法.此外,目前国外在该领域的研究水平也予一定的介绍.     

160GHz带宽LiNbO3电光调制器微波损耗的限制

本文通过模拟LiNbO3电光调制器的电传输特性,提出了厚电极共面波导（CPW）行波电极微波损耗的经验公式,在此基础上研究了带宽为160GHz的调制器的微波损耗因素。结果表明,辐射损耗将占重要地位,而且小的电极尺寸更易实现宽带调制。     

波导调制器的优化设计

利用傅里叶级数数值分析法对脊波导结构调制器进行了分析,特别针对SiO2缓冲层厚度不能忽略的情况,对其所造成的影响进行了计算。在此基础上得出了脊波导结构调制器中缓冲层厚度对特征阻抗和有效介电常数的影响特性。在综合考虑速度匹配、阻抗匹配、半波电压以及制作的困难程度等因素后,对调制器的各项参数进行了优化。结果表明,一定厚度的缓冲层能够在保持较大特征阻抗的同时,有效地降低等效折射率,大大地提高了调制带宽,迎合了更高速光纤通信的要求。     

微波功率模块中脉冲调制器的设计

主要研究一种可用于微波功率模块的脉冲调制器.通过试验得出,该调制器具有体积小、重量轻、通用性强等特点,可较好的满足微波功率模块的要求.     

微型、低功耗微波反射调制器的研究

本文介绍了一种体积小巧、功耗极低的数字式微波反射调制器的原则,对电路的设计过程和性能进行了理论分析,并给出了完整的设计公式,根据理论结果,本文分别对PSK和ASK调制器进行了实例设计,并经ADS验证,结果和设计目标完全一致。本文还介绍了在925MHz工作频率上的一项实验结果,进一步证明了本文设计方法的有效性。     

C波段单片矢量调制器

报道了Ｃ波段单片矢量调制器的设计和制作。采用双栅场效应晶体管（ＤＧＦＥＴ）放大器作为控制器。偏置电路在芯片内。采用集总薄膜电容、电感、电阻作为匹配元件。采用离子注入、背面通孔接地、空气桥跨接等先进工艺技术。描述了ＤＧＦＥＴ器件Ｓ参数的提取步骤。两路放大器和９０°相移网络制作在３．１５ｍｍ×２．５ｍｍ×０．１ｍｍ的芯片上，同相功分器制作在１．６（１．８）ｍｍ×２．９ｍｍ×０．１ｍｍ的芯片上。电路可获得在０～８７°内连续变化的相移量，输出幅度可控。     

基于偏振调制器的微波光子倍频系统实验研究

为了证明微波光子倍频系统可以构成光载无线通信系统的一部分,采用不受光纤色散影响的基于偏振调制器的倍频系数可调的微波光子系统,理论论证和分析了基于偏振调制器的二倍频、四倍频和六倍频的系统原理和特性。针对于不同的倍频系数,构建了相应的实验方案,进行了实验验证、数据分析和实验结果讨论,在不断进行实验系统优化的基础上实现了良好的倍频输出结果。结果表明,倍频输出的微波/毫米波信号在仪器测量允许的范围内最大可达到42GHz,且此系统具有受光纤色散影响小的优点。     

聚合物共面波导行波电极电光调制器

用聚合物材料BPAN-NT设计并初步成功制作了共面波导(CPW)行波电极电光调制器。用反应离子刻蚀(RIE)的方法制作脊波导,通过电晕极化使芯层有电光效应,利用电镀方法制作厚行波电极。对调制器的各项特性参数进行了测试,测得调制器的微波损耗系数0α=0.9 dB/cm.(GHz)1/2、在1.317μm波长上Vπ=250 V,由此算得芯层材料的电光系数3γ3=3.7 pm/V,同时测得消光比为13.49dB、插入损耗为18.6 dB,在8 GHz的微波频率上观察到了调制光信号,理论计算3 dB光调制带宽为43.77 GHz。     

聚合物电光调制器行波电极系统

设计了20 GHz聚合物光波导电光调制器CPW电极系统。制作和测试了分别用 Si、石英、玻璃做衬底的CPW电极系统。结果表明,石英衬底CPW电极质量最好,在中心电极宽度 W=20μm、电极间距G=50μm和电极厚3μm条件下,其实测损耗系数α0=0.32 dB·cm-1·GHz-0.5,实测微波等效折射率Nm=1.689,与理论值符合。在偏离此α0 和 Nm±10%的情况下,对于互作用区电极长度为 L=23.7 mm的调制器,估算带宽仍大于37 GHz。讨论了Si衬底CPW电极传输损耗很大的原因。     

M-Z型LiNbO3外调制器的优化设计分析

阐述了以M-Z干涉型光波导为波导结构、铌酸锂(LiNbO3)材料电光效应为基础的集成光学强度调制器的工作原理及器件结构,讨论了集成光学强度调制器性能指标,重点讨论了干涉型行波电极结构LiNbO3外调制器的优化设计思想。     

新型行波电极超宽带LiNbO_3电光调制器的优化设计

采用有限元法和增量电感公式对一种新型电极结构的电光调制器进行了理论分析和设计.计算中对损耗系数进行了修正.计算结果表明这种结构可以灵活地实现相速匹配和有效降低电极损耗.是一种具有超宽带潜力的调制器.用带宽和驱动功率的比值作为衡量调制器特性优劣的标准.得到了这种电极结构的一些优化尺寸.并从中发现适当增大电极间隙有利于提高器件性能.利用优化结果.给出了一带宽为100GHz.半波电压为6V的调制器设计例子.     

基于QMSIW小型化带通滤波器设计

为有效减小X波段基片集成波导(SIW)滤波器的尺寸和插入损耗,提出了基于四分之一模基片集成波导(QMSIW)和共面波导(CPW)混合结构的小型化带通滤波器。为了提高滤波器的选择性和带外抑制,将两个CPW合并到两个级联的QMSIW谐振器中,由于两个CPW谐振器之间的耦合是电耦合,有助于产生两个传输零点,因而具有较高的选择性。该小型化滤波器尺寸仅为8.1 mm×15.4 mm,中心频率为8.7 GHz,相对带宽是16.1%,仿真测得插入损耗为0.83 dB,带外抑制大于40 dB。     

基于SOI的SOH电光调制器设计

设计了一种基于绝缘层上硅(SOI)的推挽式硅-有机物混合(SOH)马赫-曾德干涉型(MZI)电光调制器.利用薄膜模式匹配法对槽波导(slot)的光场分布进行了仿真分析,优化后得到了限制因子为0.32的slot波导结构.采用推挽式马赫-曾德干涉仪结构,并在相移臂嵌入LX M1非线性有机材料,得到半波电压-长度积Vπ·L为0.885 V·mm、电学响应带宽fRc可达123.2GHz、开关速度为8.11 ps的SOH调制器结构.利用基于本征有限元法求解麦克斯韦方程,对共平面波导电极系统进行了计算仿真,获得了特性阻抗接近50 Ω、高频速率匹配的电极结构.     

用于微波光子系统的铌酸锂集成电光调制器研究

设计和制作了一种高速铌酸锂电光调制器。波导采用双Y定向耦合器型结构以提高线性度,同时能够提高工艺容差;电极采用CPW行波电极结构。通过分析比较不同相速匹配程度及微波损耗程度对电极系统带宽的影响,选择合适的设计参数及工艺参数,制作的调制器样品插入损耗为3dB,开关消光比为34dB,偏置电极半波电压为7V,行波电极半波电压为5.5V,电反射小于-10dB,6dB调制带宽约18GHz,可实现0～18GHz模拟调制。     

一种新型复合结构的四分之一波长带通滤波器

提出了一种基于共面波导(Coplanar Waveguide,CPW)和微带线复合结构的四分之一波长带通滤波器(Bandpass Filter,BPF)。该带通滤波器由两个终端开路的T形微带馈线结构和四个交叉耦合的四分之一波长CPW谐振器组成。通过仿真优化得到其特性曲线图,并分析比较了不同参数对其滤波性能的影响。仿真结果表明,该带通滤波器在其2.97～3.03 GHz的通带内的最小插损低于0.4dB,回波损耗大于30dB,同时其带外衰减都大于25dB。这种滤波器结构紧凑,尺寸小,性能好,可应用于很多微波系统中。     

Mach-Zehnder型GaAs／GaAlAs行波光调制器的微波特性分析

提出利用n+重掺杂层的慢波效应研制Mach-Zehnder干涉型行波光调制器,并通过在相对介电常数εr中引入与电导率有关的虚部σ／ωε0,拓展了直线法对介质损耗的计算。文中指出在这种共面微带线中奇模和偶模的不同作用,重点分析和研究了器件行波电极的微波特性．从而设计出理论上可达46GHz带宽的高速光波导调制器。     

Microwave Magneto-Optic Bragg Modulators with Rectangular MSFVW Pulses

Microwave magneto-optic （MO） modulators can directly transform radio frequency （RF） signals into optical data through the Bragg diffraction of guided optical waves （GOWs） induced by microwave magneto-static waves （MSWs）. According to the MO coupled-mode theory, the modulation of continuous GOWs by a rectangular magneto-static-forwardvolume-wave （MSFVW） pulse in MO film waveguide is studied in the small signal case and the modulated optical pulse at the output is analyzed by means of an analytical form, which is dependent on the instantaneous diffraction intensity determined by the overlap of rectangular MSFVW pulse and light beam aperture. On the basis of it, the characteristics of MSFVW-based MO modulators can be explained well for the case of rectangular pulse modulation. It is also shown that the line codes of optical data generated by MO Bragg modulators can be controlled by adjusting the duty factor of modulating pulse signals.