基于信号流图的微波光子滤波器设计

采用数字信号处理中的信号流程图(SFG)方法分析了微波光子滤波器的信号传输过程,给出了微波光子滤波器的信号流图结构,利用梅森(Mason)公式得到了微波信号在单、双耦合器光纤谐振环、光纤光栅(FBG)微波光子滤波器的微波传递函数和频谱特性.信号流图为此类IIR结构的微波光子滤波器提供了一种有效的设计方法.     

基于多波长激光器和MZ干涉仪的可调谐可重构微波光子滤波器

提出了1种基于波长间隔可调谐多波长激光器和MZ干涉仪的微波光子滤波器.光子晶体光纤(PCF)Sagnac环滤波器具有波长选择的功能,使激光器产生多波长.向PCF的一个大空气孔中填充甘油,调节温度,改变PCF的双折射,能够使激光器产生不同波长间隔的激光.该激光器作为微波光子滤波器的光源,通过连续调节输出激光的波长间隔,可使滤波器具有不同的自由频谱范围(FSR),实现了滤波器的连续可调谐.当温度的变化范围为25-120℃时,仿真测得,FSR的变化范围为2.33-10.54 GHz.此外,通过调节MZ干涉仪两臂的臂长差,改变载波系数,使滤波器通带具有不同的主旁瓣抑制比和3 d B带宽,频率响应形状发生明显变化,实现了滤波器的可重构特性.     

基于高双折射光子晶体光纤与光栅对的微波光子滤波器

提出并通过仿真验证了1种基于高双折射光子晶体光纤(HB-PCF)与光栅对的微波光子滤波器.以多波长光纤激光器作光源,通过改变填充温敏液体的HB-PCF周围温度,使HB-PCF具有不同的双折射.随着HB-PCF双折射率的连续变化,激光器输出了不同波长间隔的激光,使微波光子滤波器具有不同的自由频谱范围,当温度的变化范围为20-80℃时,FSR的变化范围为18.62-25.98 GHz,从而实现了连续可调谐.通过引入单模光纤与光栅对级联,改变光栅对的反射系数和掺铒光纤的增益,使滤波器的主旁瓣抑制比提高到33 d B,Q值可达到1 553,有效地提高了滤波器的频率选择性.     

基于受激布里渊散射的微波光子滤波器

提出了一种基于可调谐多波长光纤激光器和受激布里渊散射(SBS)的中心频率可调谐的复系数多抽头微波光子滤波器.滤波器的复系数由SBS相移器的相移产生,通过改变SBS的泵浦功率即可改变相移的大小,实现滤波器的中心频率连续可调,同时保证滤波器的频率响应特性不变.滤波器的频率选择性可通过减小载波的波长间隔得到改善.通过调节多波长光纤激光器的相邻波长间隔使品质因数(Q)提高了15.922 1,微波光子滤波器(MPF)的中心频率实现了6.402GHz范围内的连续调谐.     

基于高双折射光子晶体光纤和无限脉冲响应的微波光子滤波器

提出了1种基于高双折射光子晶体光纤和无限脉冲响应(IIR)的可调谐可重构微波光子滤波器(MPF).向高双折射光子晶体光纤(HB-PCF)的1个大空气孔中填充温敏液体,调节温度,改变HB-PCF的双折射,使激光器产生不同波长间隔的激光,从而使滤波器具有不同的自由频谱范围(FSR),实现了滤波器的连续可调谐.当温度的变化范围为20-80℃时,仿真测得,FSR的变化范围为12.145-23.277 GHz.在有限脉冲响应(FIR)滤波器中引入电反馈,构成IIR滤波器,使得MPF的3 d B带宽减小,主旁瓣抑制比(MSSR)增加,其通带特性得到了改善.通过调节射频信号放大器的增益,可以改变滤波器的频率响应形状,实现滤波器的可重构特性.     

光纤干涉器中的微波频率响应

根据非相干光传输理论,对光强调制信号在光纤干涉器中的传输过程进行较系统理论分析和计算机仿真,得到了微波信号在光纤Mach-Zenhder光纤滤波器、单耦合器光纤谐振环和双耦合器光纤谐振环中的传递函数,采用数字滤波器的理论方法,给出了相应器件取得零点、极点所需要的条件,并据此详细分析了光纤干涉器中的微波频谱特性,为不同类型微波光子滤波器的设计提供了结构和理论基础.     

一种基于FBG对的微波光子滤波器的结构设计与分析

提出了一种改进的基于FBG对的微波光子滤波器结构,该滤波器主要是通过引入线性高斯切趾光纤光栅来实现光纤延迟线的功能.在仿真软件Optisystem平台下进行了详细的结构仿真和性能分析,对不同数值的掺饵光纤放大器(EDFA)最大输出功率下得到的滤波器Q值进行了仿真、讨论和分析,研究发现当EDFA的最大输出功率改变时,滤波器的Q值也会发生相应变化,并存在最优值.仿真结果表明:提出的改进结构优于传统的基于单个FBG的滤波器结构,最大Q值从85提高到207,并且这种方案是实际可行的.     

新型负系数微波光子带通滤波器设计

提出了一种基于偏振调制的负系数带通微波光子滤波器结构,克服了正抽头系数低通滤波的限制,并对所提结构的可行性进行了详细的理论分析和仿真实验验证.系统利用偏振调制器特殊的相位调制特性,通过控制抽头光信号的偏振态,实现了相位调制到强度调制的转换,实现了2抽头的正、负系数带通滤波器.调节PC2和PC3,当上下2路抽头光信号的偏振态方向满足θ1=π-θ2时,实现了负系数带通滤波器;当满足θ1=θ2时,实现的是正抽头的低通滤波器.     

光子晶体——微波光学设备

本书讨论了光子晶体的理论背景及其光学特性，介绍了大量的应用光子晶体的光学和微波设备。本书与已出版的光子晶体图书不同，不仅描述了理想的光子结构，更注重于从光子晶体到实际光学设备的实现。本书由六位不同研究领域的学者编写。     

基于马赫曾德尔调制器的倍频技术研究

微波光子倍频技术的实现方法已经逐渐成为了现在的研究热点,本文介绍了基于马赫曾德尔调制器(MZM)实现微波光子二倍频是四倍频的方法以及实现原理,为以后更好的实现基于MZM的微波高次倍频打下基础。     

表面等离激元亚波长光波导滤波器研究进展

综述了本研究小组有关单齿、多齿、侧耦合腔、迂回型等结构的表面等离激元波导滤波器的研究进展.在单齿状金属-电介质-金属波导结构的研究基础上,发展出对称和非对称多齿结构以及侧耦合腔型反射式滤波器、低通波长和高通波长滤波器等其他结构.时域有限差法模拟揭示了它们均可具有一定的波长选择特性,对称多齿结构展现一个宽的陡峭禁带,不对称多齿结构却能实现窄带滤波功能.分析和模拟研究均表明谷或峰的中心波长与齿的深度或宽度有关;截止型结构的截止波长则可通过改变结构的相应长度和宽度等参数来选择.这些滤波器结构有可能应用于未来的纳米集成光学回路.     

All-metallic three-dimensional photonic crystals with a large infrared bandgap

Three-dimensional (3D) metallic crystals are promising photonic bandgap structures: they can possess a large bandgap, new electromagnetic phenomena can be explored, and high-temperature (above 1,000 degrees C) applications may be possible. However, investigation of their photonic bandgap properties is challenging, especially in the infrared and visible spectrum, as metals are dispersive and absorbing in these regions. Studies of metallic photonic crystals have therefore mainly concentrated on microwave and millimetre wavelengths. Difficulties in fabricating 3D metallic crystals present another challenge, although emerging techniques such as self-assembly may help to resolve these problems. Here we report measurements and simulations of a 3D tungsten crystal that has a large photonic bandgap at infrared wavelengths (from about 8 to 20 microm). A very strong attenuation exists in the bandgap, approximately 30 dB per unit cell at 12 microm. These structures also possess other interesting optical properties; a sharp absorption peak is present at the photonic band edge, and a surprisingly large transmission is observed in the allowed band, below 6 microm. We propose that these 3D metallic photonic crystals can be used to integrate various photonic transport phenomena, allowing applications in thermophotovoltaics and blackbody emission.     

UC-PBG结构分析及在雷达系统中的应用

光子晶体又称光子带隙,是指具有一定光子带隙的人造周期性电介质结构,其理论依据来源于电子能带理论(半导体中的电子存在禁带),人们对光子带隙结构在微波工程中的应用给予了特别的关注,PBG结构的材料在微波集成电路的应用中造就了许多新型器件。经过近年的发展,又派生出新型单平面紧凑型光子带隙结构,在军用和民用方面有极大的应用价值,该文对UC-PBG结构在雷达系统中的应用展开分析。     

射频带通调频滤波器的设计

对比了几种可调滤波器的设计方案优缺点,优选出PIN开关电容阵列调节电容带通滤波器的最佳设计方案.通过研究抽头耦合输入梳状线滤波器的设计方法,改进级间耦合方式,并使用微波EDA仿真软件的高效设计和优化功能,设计出一种高性能的带通梳状线滤波器.在内部解码/驱动电路的控制下,滤波器能够在频带内实现10μs级的频率调谐,并保持良好性能的可靠性.实验表明,调频滤波器测试结果与仿真曲线基本一致.     

镜像对称的光子晶体透射带特性

通过传输矩阵方法计算了镜像对称光子晶体的带隙结构,结果表明该结构具有优越的窄带滤波性能.如果在该光子晶体两端均加入较高的折射率介质,构成夹心"三明治"结构,这时的光子晶体透射带结构出现多通道滤波特性;当两端加入不同的较高折射率介质但其光学厚度仍保持为基本结构单元的光学厚度时,得到宽度为50~2500 nm大范围的低透射区,其具有宽带阻波作用;当两端加入的不同高折射率介质但光学厚度变为基本光学厚度的两倍时,则得到在中心波长处出现非常窄的完全透射峰,这种带隙结构可用来设计优异理想窄带滤波器.     

光子微波信号的亚谐波产生技术

光子微波信号的频率变换技术在光子微波技术中具有重要意义。然而由于光子器件的相对不成熟以及光子自身的物理特性,光子微波信号在亚谐波产生方面还面临许多困难。本文对外光注入激光器的倍周期、全光反馈、光电混合反馈以及光纤锁模腔结构的光子微波信号亚谐波产生的典型方法和原理进行介绍,并对这些方案进行总结评述,探讨光子微波信号亚谐波产生的发展方向。     

一种频带可调的RF MEMS开关微波滤波器设计

将RF MEMS技术应用于集总模型,设计了一个基于RF MEMS开关控制通频带的微波滤波器。该滤波器的通频带可在3.43 GHz—6.39 GHz和6.81 GHz—10.57 GHz之间切换,等效于一个滤波器实现了两个或者多个滤波器的功能,同时又可充当电路的开关。相对于传统带通滤波器,基于MEMS技术,该滤波器具备便携化、小型化和多功能化等特点,尤其是更易于系统集成。仿真结果还表明,在通频带内传输系数低于-0.5 dB,该滤波器可应用于超高频通讯系统。