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微波光子学作为一门新型的交叉学科，将光子技术和微波技术结合起来，有着广泛的应用前景。而微波光子滤波器的研究作为微波光子学中的一个重要研究器件，以其独特的性能成为微波光子学领域内的学术研究热点。微波光子滤波器是在光域内实现对微波信号处理的器件，它可以克服传统的微波滤波器的固有瓶颈，并具有电磁环境兼容性、体积小、重量轻和较宽的工作带宽等一系列优点，而且更容易实现可调谐性和可重构性。
本文介绍了微波光子学和微波光子滤波器的研究背景。根据目前国内外对微波光子滤波器的研究现状，按照单光源和多光源两种类型的划分，详细讨论了微波光子滤波器的基本理论模型，研究了滤波器的主要参数和性能。提出了若干可调谐微波光子滤波器的实验方案，接着设计了几种基于光纤环、基于差分群时延和基于Sagnac环结构的微波光子滤波器，并对其进行了理论推导、仿真分析和原理性实验验证，实现了窄带、带通和带阻三种类型的微波光子滤波器。利用基于微波移相器的方法，仿真实现了非正系数的微波光子滤波器。在此基础上，对微波光子滤波器的不同理论模型进行仿真优化，讨论了单纯形算法、模拟退火算法、遗传算法以及模拟退火遗传混合算法的基本思想以及在滤波器性能优化过程中的实际效率。根据均方误差最小化和最大误差最小化两种准则，应用效率较高的模拟退火遗传混合算法设计了高性能的微波光子滤波器。最后提出了非等间距微波光子滤波器的一种优化准则，并采用模拟退火遗传算法改善了滤波器性能。