基于光学频率梳和受激布里渊散射的微波光子滤波器研究

摘要

随着微波通信技术的发展，对于微波信号的高频传输和宽带通信的需求越来越高。由于电子技术的限制，传统的微波滤波电路结构复杂，价格昂贵。微波光子滤波器是微波技术和光学技术结合的产物，可以将微波信号加载到光域中进行光学处理，最后通过光电探测器转换到电域中形成微波。微波光子滤波器的优点有滤波频段高，宽带宽，体积小，抗电磁干扰，易于接入光纤，可以实现一些电子微波滤波器所不能实现的功能。
　　本文提出一种基于光学频率梳和受激布里渊散射的微波光子滤波器，该微波光子滤波器具有可重构的单通带，且通带可大范围稳定地调谐。具体内容如下：
　　首先，理论分析基于光学频率梳和受激布里渊散射的微波光子滤波器的数学模型，研究了频率梳和布里渊增益谱的特征，推导了频率梳的布里渊放大传递函数，提出了通过增加频率梳条数和频率间隔展宽微波光子滤波器通带的方法。
　　其次，搭建了基于光学频率梳和受激布里渊散射的微波光子滤波器，测量了频率梳光谱、布里渊增益谱和微波光子滤波器通带，验证了微波光子滤波器通带的可重构性。研究了微波光子滤波器的可调谐性，包括调谐范围、形状因子和带外抑制能力等因素。讨论了微波光子滤波器通带的特征，包括顶部波动、幅值阶梯下降、底部突起等现象，研究了高阶边带、泵浦光功率和矢量网络分析仪输出功率等影响微波光子滤波器带外抑制能力的因素。
　　最后，实验结果显示，基于频率梳和受激布里渊散射微波光子滤波器的3-dB带宽实现了从34.5MHz到306.8MHz之间的重构，通带调谐范围为3GHz到20GHz，带外抑制能力可达到40dB。

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第1章 绪 论

1.1 引言

1.2 课题背景及研究的目的和意义

1.3 光纤中受激布里渊散射研究进展

1.4 微波光子滤波器研究进展

1.5 本论文的主要研究内容

第2章 微波光子滤波器理论研究

2.1 引言

2.2 光学频率梳模型建立及仿真

2.3 增益谱测量方法

2.4 基于光学频率梳和SBS的MPF数学模型的建立及仿真

2.5 本章小结

3章 搭建和测量微波光子滤波器系统

3.1 引言

3.2 微波信号相位调制深度的探究

3.3 频率梳的测量

3.4 布里渊增益谱的测量

3.5 微波光子滤波器通带的测量

3.6 本章小结

第4章 微波光子滤波器通带的影响因素

4.1 引言

4.2 频率梳高幅值边带对通带的影响

4.3 MPF可调谐范围的测量

4.4 VNA输出功率对MPF带外抑制能力的影响

4.5 泵浦光功率对MPF带外抑制能力的影响

4.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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