基于光纤环的可调谐微波光子滤波器

设计了2种基于光纤环和啁啾光栅（CFBGs）的无源可调谐微波光子滤波器的新颖结构。这两种结构的滤波器可通过改变输入光波长来实现滤波器自由频程（FSR）的调谐,其所需的FSR可通过光纤环中CFBs的写入位置来控制。研究结果表明,2种滤波器的结构是有效和可行的,在微波和毫米波光纤系统中有着潜在的应用价值。     

基于啁啾相移FBG的宽调谐单通带微波光子滤波器

为扩大单通带微波光子滤波器(MPF)的可调谐 范围,提出了一种基于啁啾相移光纤光栅(PS-FBG) 的宽调谐单通带MPF。首先对普通PS-FBG的反射谱和基于普通PS-FBG的单通带MPF频率响应 进行了理 论和实验研究;然后,采用传输矩阵方法分析了啁啾PS-FBG的相移量、折射率调制深度以 及相移点位置 对其反射谱特性的影响,进而分析了对基于啁啾PS-FBG的单通带MPF频率响应的影响。结果 表明,调节可调谐激光 源的波长,可实现单通带频率的可调;相对于普通PS-FBG,啁啾PS-FBG扩大了反射谱带宽 ,从而单通带MPF扩大了可调谐范围。适当设计啁啾PS-FBG的相移点的位置,可以使单通带M PF的可调谐范围进一步增加。     

基于电吸收调制器的非相干可调谐微波光子滤波器

提出一种新的基于电吸收调制器(EAM)的非相干可调谐光子滤波器。首先通过带通滤波器滤除EAM输出的一个边带,获得单边带调制;再通过调谐EAM的偏置端,使得边带所引入的相移随着偏置电压的改变而改变,这样就可以实现一个真相移(TPS)结构;然后引入另一个非相干光源和Mach-Zender调制器(MZM),利用两路信号的延时不同实现一个基本的滤波器;最后通过调谐偏置所引入的TPS实现滤波器的宽带可调谐,而滤波器的形状可以保持不变,其中滤波器的调谐范围由偏置所引入相移的变化范围来决定。     

光纤光栅在微波光子滤波器中的应用

近年来,光纤光栅以其波长选择性好等特性得到了广泛的应用,随着人们对宽带通信的不断需求,微波光子学也在不断发展,微波光子滤波器更是成为该领域的热点之一,不断有利用光纤光栅构成微波光子滤波器的报道。综合评述了几种典型光纤光栅构成微波光子滤波器的结构,并分析比较了各自的功能特点和不足。     

基于色散光纤环级联结构的可调谐带通微波光子滤波器

提出并验证了一种宽调谐带宽的带通微波光子滤波器设计方案。该滤波器借助可调谐光纤光栅Sagnac环对宽带光源进行均匀切割,产生波长间隔可调的连续光载波作为滤波器的抽头,结合色散光纤环级联结构,实现滤波器的可重构性。研究结果表明,在光电调制器和光电探测器的频率带宽足够大的情况下,当光纤光栅Sagnac环的臂长差在0.50~8.28mm内变化、可调谐光纤延迟线的最小变化步长为0.01mm时,该方案能够实现滤波器中心频率在8.0506~1333.2000GHz内调谐,调谐步长为161.01MHz,边瓣抑制比达到27dB。     

一种基于FBG对的微波光子滤波器的特性分析

在深入研究微波光子滤波器理论的基础上,提出了一种基于FBG对的微波光子滤波器结构模型,对其进行了详细的理论分析,并用MATLAB仿真分析了耦合系数、FBG对的反射率、增益光纤长度和增益对系统传输特性的影响。     

基于掺Er光纤放大器的可调谐微波光子滤波器

提出了一种基于掺Er光纤放大器(EDFA)的光纤环结构可调谐微波光子滤波器.在光纤环结构中引入掺Er光纤(EDF),通过增加泵浦功率提供增益来补偿器件损耗,从而增加了信号的有效采样数,大大改善了滤波器的性能.在泵浦功率为42.7 mW时,实现了通带3 dB带宽为0.15 MHz、Q值为100和抑制比为20 dB的微波光子滤波器.进一步通过在光纤环结构中引入可调光纤延迟线(TODL),实现了可调谐微波滤波器.     

基于重构等效啁啾超结构光纤光栅的可调谐微波光子滤波器的仿真研究

提出了一种新型的基于重构等效啁啾(REC)超结构光纤光栅的可调谐微波光子滤波器的结构。根据REC技术, 利用同一块均匀相位掩模板可以灵活地设计制作出具有不同斜率的线性群时延的光纤光栅。作为有限冲击响应(FIR)滤波器的抽头延时单元, 不同光纤光栅之间群时延的差值决定了滤波器的自由频程(FSR)。通过改变可调谐激光器的输出波长来选择不同的抽头间时延差从而达到调谐FSR目的。仿真结果表明, 该滤波器可以实现中心频率从21 GHz到33 GHz的连续可调。事实上, 由于REC技术的灵活性, 在理论上对于任意给定的频段和调谐范围, 这种新型的滤波器结构都能够实现。     

采用光纤光栅研究微波光子滤波器的关键性能

宽带无线通信的带宽瓶颈促进了ROF技术的发展,并使微波光子器件成为研究热点之一.微波光子滤波器(MPF)实现了在光域内直接对微波信号的处理功能,受到了众多研究者的关注.光纤光栅(FBG)具有独特的波长选择和色散特性,是构成MPF结构的最佳可选光器件之一.在理论分析MPF的基础上,结合基于FBG的MPF典型结构给出了影响...     

一阶无限抽头响应微波光子滤波器的品质因数分析

随着人们对宽带无线通信带宽需求的不断增加,微波光子学器件的研究成为热点之一,近几年,光学器件的发展非常迅速,基于此的微波光子滤波器的应用和研究也逐步成熟起来.在深入研究微波光子滤波器性能理论的基础上,提出了一阶无限抽头响应的微波光子滤波器(IIRMPF)模型,利用自动控制原理动态结构图的变换知识进行理论推导,得出当反馈...     

基于微环谐振器的超紧凑微波光子滤波器的设计

设计了一个基于硅基微环的超紧凑的微波光子滤波器,用以提高硅基微波光子器件的集成密度及增大其自由光谱范围。根据波导光学的耦合模理论,推导出双环并联谐振器的光强传递函数,并通过仿真得到了微波光子滤波器的输出特性。结果表明:当微环半径为0.79 m时,谐振器中直波导宽度为0.3 m,环形波导宽度为0.25 m,滤波器的自由光谱范围为140 nm,插入损耗为0.5 dB,半峰全宽为7 nm,此滤波器的性能完全满足粗波分复用系统的要求。     

基于级联光纤环微波光子滤波器的微波倍频技术

为了得到高倍频的微波信号,实现获得了一种基于 外调制技术与级联光纤环微波光 子滤波器(FRMPF,fiber ring microwave photonic filters)的新型倍频微波信号光学产生 技术。利用外调制的方法,采用大功率信号驱动马赫曾德尔 调制器(MZM)得到了高阶谐波信号,再利用级联的FRMPF进行选频。理论计算与实验测试了FR MPF的滤波特性。通过调节每个FRMPF的环长,利用第1个FRMPF将基频信号与三阶谐波滤除 ,再通过第2个FRMPF将二阶谐波滤除,最终得到四倍频信号。 研究结果表明,利用频率为2.018GHz 的信号驱动MZM, 得到了 频率为8.073GHz的四倍频信号,信噪比(SNR)大于13dB。     

基于光子混频的微波频率测量技术

提出了一种基于光子混频的光子学微波频率测量 方法。方法采用可调微波延时线控制射频(RF)通道与光通道之间延时,利用两个级联马赫曾 德调制器(MZM)进行 光子混频,进而建立微波频率与直流光功率之间关系。通过仿真与分析,合理 设计RF通道与光通道之间 延时,优化了系统频率测量范围。仿真结果表明,光通道延时与RF通道1的延时 差Δτ₁选取在15ps附近,两个RF通 道之间延时差Δτ选择在20ps附近时,对于 1～6GHz范围的频率测量较为合适。实验中,采用矢量网络分析仪对延时进行 测量, 得到Δτ₁为17.7ps,Δτ为16. 9ps。测试结果表明,在1～6GHz频率下,系统测量精 度在±0.2GHz以内。系统的测量误差主要来自于矢量网络分析仪对 相位测量的不 确定度,以及激光器输出光功率的波动,通过采取相应的措施可以提高系统测量 精度。本文方法为微波频率测量提供了一种低成本光子学解决手段。     

宽带多频段微波光子链路性能研究

覆盖C、Ku、Ka三个频段的多频段微波光子系统链路性能受自频段三阶交调失真、不同频段间二次谐波和二阶交调失真以及电光调制器半波电压变化的影响.分析了不同频段内干扰信号,得到了链路性能优化时调制器直流偏置电压,讨论了不同输入射频功率时各频段主要干扰信号.     

Multi-band microwave photonic satellite repeater scheme employing intensity Mach-Zehnder modulators

To solve the satellite repeater's flexible and wideband frequency conversion problem, we propose a novel microwave photonic repeater system, which can convert the upload signal's carrier to six different frequencies. The scheme employs one 20 GHz bandwidth dual-drive Mach-Zehnder modulator (MZM) and two 10 GHz bandwidth MZMs. The basic principle of this scheme is filtering out two optical sidebands after the optical carrier suppression (OCS) modulation and combining two sidebands modulated by the input radio frequency (RF) signal. This structure can realize simultaneous multi-band frequency conversion with only one frequency-fixed microwave source and prevent generating harmful interference sidebands by using two corresponding optical filters after optical modulation. In the simulation, one C-band signal of 6 GHz carrier can be successfully converted to 12 GHz (Ku-band), 28 GHz, 34 GHz, 40 GHz, 46 GHz (Ka-band) and 52 GHz (V-band), which can be an attractive method to realize multi-band microwave photonic satellite repeater. Alternatively, the scheme can be configured to generate multi-band local oscillators (LOs) for widely satellite onboard clock distribution when the input RF signal is replaced by the internal clock source.     

Key technologies on microwave photonic filter

Microwave photonic filter (MPF) as one of the key devices in the radio-on-fiber (ROF) system has attracted much interest recently.Some key technologies of MPF including the coherence,quality factor (Q) and reconfigurability are introduced.The difference between the incoherent and coherent MPF (ICMPF and CMPF) is given,and the methods to realize an ICMPF are also introduced.Higher Q factor MPF can be developed with more taps,and it is proved by simulation.Then the methods of finite and infinite impulse response MPF (FIRMPF and IIRMPF) are both given.At last,the reconfigurability is verified by four kinds of window functions.