光可变增益倾斜滤波器及其在微波光子学中应用的研究

摘要

微波光子学结合了微波通信在移动无线方面的优点与光纤通信的体积小、容量大、损耗低、抗电磁干扰能力强等一系列优势，成为一门应用广泛的热门研究学科。可变光元件是微波光子学系统的重要组成部分，它能够使微波光子学系统构造简单、易于重构、方便调谐及应用灵活。本文对光可变增益倾斜滤波器(variable Gain Tilt Filter，VGTF)及其在微波光子滤波器和Radio over Fiber(RoF)中的应用进行了理论与实验研究。 本文首先对透明铁电陶瓷材料的OptoCeramicVGTF进行了研究，在对其性能充分了解的基础上设计了一个基于USB接口的控制电路用来通过计算机实时控制VGTF。 本文还对VGTF在微波光子学中的两个方面做了理论与应用研究，包括VGTF在微波光子滤波器和RoF系统中应用的研究。 在微波光子滤波器的应用方面，本文在对微波光子滤波器进行了理论研究的基础上，根据三抽头微波光子滤波器的原理结合VGTF的特性设计并实验证实了一个基于VGTF的动态可重构微波光子滤波器，采用不同长度色散介质的可调谐微波光子滤波器也得到了理论与实验验证。 在RoF系统中应用方面，根据两抽头微波光子滤波器理论，设计并实验验证了一个基于VGTF的RoF系统频率响应平坦度改善结构，此结构对于不同的系统其平坦度和工作频段均可动态调谐，实验结果表明在工作频段内其平坦度有所优化。 在本文的最后还提出了两种基于VGTF的可重构微波光子滤波器结构，并分析了其实现的可能性及存在问题。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题的研究背景及意义

1.2光可变增益倾斜滤波器(VGTF)

1.3 VGTF在微波光子学中的应用

1.4本文的主要工作

第二章OptoCeramic(R) VGTF及其控制电路设计

2.1透明铁电陶瓷材料

2.1.1透明铁电陶瓷的电光效应

2.1.2 OptoCeramic(R)电光陶瓷材料的性质

2.2 OptoCeramic(R)材料的VGTF

2.2.1 OptoCeramic(R)材料的VGTF特性

2.2.2 VGTF应用

2.3 VGTF控制电路的设计

2.3.1控制电路

2.3.2 VGTF性能参数

2.3.3操作界面

第三章可调谐光元件在微波光子学中的应用

3.1微波光子学

3.1.1微波光子学简介

3.1.2微波光子学中的可调谐光元件

3.2微波光子滤波器

3.2.1微波光子滤波器结构

3.2.2微波光子滤波器的参数

3.3基于可变色散介质的可调谐微波光子滤波器研究

3.3.1可调谐微波光子滤波器

3.3.2基于不同长度光纤的可调谐微波光子滤波器实验研究

3.4基于VGTF的可重构微波光子滤波器研究

3.4.1可重构微波光子滤波器

3.4.2基于VGTF的微波光子滤波器的结构设计

3.4.3基于VGTF的可重构微波光子滤波器实验结果

第四章VGTF在微波光子学中的其它应用

4.1基于VGTF的RoF系统频响改善的实验研究

4.1.1 RoF系统结构

4.1.2系统结构的设计

4.1.3实验结果分析

4.2基于VGTF的其它微波光子滤波器结构设计

4.2.1基于VGTF和FP模激光器的可重构微波光子滤波器

4.2.2基于VGTF和FBG与宽带光源切割的微波光子滤波器

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献