微波光子信号产生及积分器研究

• 作 者: 黄宁博
• 机 构: 中国科学院大学
• 出 处: 中国科学院大学
• 发表日期: 2015年期
• 关键词: 微波光子学 积分器 光脉冲产生 光子滤波器 半导体激光器

随着信息技术的发展，人们对网络带宽的需求越来越大，大数据应用、云存储、云计算等技术的出现要求通信系统具有更高的信号产生与处理速度。传统的电子技术在高速信号处理方面已经遇到了瓶颈，在宽带信号处理方面越发显得无能为力。新兴的微波光子技术则在高频信号产生、传输和处理方面显示出其无比优越的性能。本文从微波光子关键核心器件出发，探讨了在基于这些器件基础上的信号产生与处理方面的应用，主要研究内容有:　　1.提出了一种新的基于半导体光放大器四波混频效应的光脉冲产生方法，该方案通过与光电振荡器集成，在得到光脉冲的同时还能产生低相位噪声的微波信号，实验结果表明，光脉冲宽度可低至19ps。此外，还利用半导体光放大器的四波混频效应搭建了陷波微波光子滤波器，通过调谐SOA的注入电流改变其四波混频效率，分别得到了2抽头、3抽头和4抽头数目的陷波微波光子滤波器，陷波深度最高可达到-40dB。　　2.提出了基于Fabry-Perot型谐振腔的半导体光放大器的微波光子时间积分器，介绍了光子时间积分器的应用，给出了全光时间积分器的一般理论模型，然后建立了Fabry-Perot型SOA的模型，从理论上推导了Fabry-Perot型SOA的传输响应表达式，理论表达式表明在一定的工作条件下，Fabry-Perot型SOA可用作微波光子时间积分器，能对输入光波信号实现积分功能，且积分时间窗口达到68ns。根据模型参数，设计并制作了Fabry-Perot型SOA器件，并对其积分性能进行了实验验证。　　3.提出并搭建了一套短光纤延时自外差法线宽测试装置，这种方法避免了长光纤延时自外差法中因为光纤对外界环境因素的敏感性而引入的外界噪声对线宽的影响，测试系统分辨率可达到1kHz量级。最后利用Labview编写了一个简洁的系统测试应用界面，降低了对激光器进行线宽测试时的工程复杂性。