基于受激布里渊散射的微波光子滤波器及其应用

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与传统微波滤波器相比,微波光子滤波器(MPF)具有带宽大、抗电磁干扰能力强等优点,而且在高频段具有可调谐范围大,滤波器的形状和带宽可重构等特点。由于受激布里渊散射(SBS)可以激发带宽极窄的增益谱和损耗谱,使得基于SBS的MPF具有极高的分辨率,通过精确设计、调控泵浦光,还可实现滤波器带宽和通带形状的灵活重构,因此研究基于SBS的MPF具有重要意义。本论文主要对基于SBS的MPF及其在光电振荡器(OEO)中应用进行了研究。首先介绍了微波光子滤波器的发展背景、研究现状及基本原理。在此基础上,介绍了SBS效应及频移量测试方案,提出了基于SBS的单通带和双通带可调谐MPF,对其进行了理论分析和实验验证。最后,我们将其应用于OEO中,提出了基于SBS的自由可调谐单频OEO和双频OEO。论文的工作具体如下:1.提出了一种可调谐单通带MPF,并实现了一种可调谐单频OEO。该方案基于单光源,采用电光移频的方法,并使用SBS效应的增益谱作为光滤波器,系统稳定性较好,获得了3d B带宽为50MHz,带外抑制比大于30d B的单通带频率响应以及边模抑制比大于35d B的单频信号,通过调节加载在泵浦光支路的双平行马赫曾德尔调制器(DPMZM)上的射频信号的频率,实现了1.33GHz~7.33GHz范围内可调的单通带MPF,产生了3.33GHz~8.33GHz范围内可调谐单频信号。2.提出了一种自由可调谐双通带MPF,并实现了一种可调谐双频OEO。根据两个布里渊增益谱位于光载波的两侧还是光载波的同一侧这两种情形分别进行了理论分析和实验验证。当两个布里渊增益谱位于光载波的两侧时,通过调节加载在信号光和泵浦光支路中DPMZM上的射频信号频率,实现了在1.288GHz~14GHz范围内自由可调谐的3d B带宽为54MHz且带外抑制比大于23d B的双通带MPF;产生了边模抑制比大于20d B且在1.288GHz~14GHz自由可调谐的双频信号。当两个布里渊增益谱位于光载波的同一侧时,通过调节加载在信号光和泵浦光支路中DPMZM上的射频信号频率,实现了在1.712GHz~15GHz范围内自由可调谐的3d B带宽为54MHz且带外抑制比大于23d B的双通带MPF;产生了边模抑制比大于20d B且在1.712GHz~17GHz自由可调谐的双频信号。
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