基於快慢光技術的可調諧微波光子濾波器

《基於快慢光技術的可調諧微波光子濾波器》是依託華東師範大學，由劉金梅擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於快慢光技術的可調諧微波光子濾波器
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉金梅
• 依託單位：華東師範大學

項目摘要

作為微波光子學領域實現全光處理的關鍵技術之一，微波光子濾波器具有低損耗、高頻寬、抗電磁干擾以及可重構等優點，成為微波光子學領域內的熱門研究。濾波器的可調諧性是高性能靈活濾波器的一個主要特性。已有一些解決方案可實現可調性包括利用光纖延時線、高色散光纖和光纖光柵等，但仍然存在局限。近期，利用快慢光技術實現光控延遲，從而在實現濾波器的可調諧上表現出了許多獨特的優點。針對以上現狀及我們課題組在受激布里淵散射、交叉增益調製快慢光技術研究的基礎上,擬提出基於快慢光技術實現微波相移，從而實現可調諧的微波光子濾波器的研究。採用的方法是在雙抽頭微波光子濾波器的一個臂中嵌入快慢光裝置，利用交叉增益調製快慢光技術實現濾波器的可調諧。擬實現的濾波器能在調諧過程中保持自由頻譜寬度（FSR）不變，即濾波器的頻譜形狀不變。該系統結構新穎，具有寬頻可調的特點，從而推動其在微波光子濾波器、微波信號處理等領域的套用。

結題摘要

快慢光現象，也稱為光脈衝時域操控，和微波光子濾波器都是屬於光學手段和微波技術的交叉方向，也是最近幾十年科研領域的研究熱點。快慢光在實現光快取、光存儲等全光通信手段方面有重要的套用前景，同時在非線性效應增強、光感測和光控相控陣雷達等工程套用領域有重要的套用價值。而微波光子濾波器在光學微波信號處理，光控相控陣天線，ROF 系統，光生微波技術等方面有廣泛的套用。 快慢光是對光脈衝包絡群速度的操控；微波光子濾波器是採用光學手段實現微波濾波的裝置。由於光脈衝的群速度定義為包絡峰值位置的移動速度，通常探測手段也是基於光電探測和光電轉換。兩者有重疊的部分，快慢光可以用於操控微波光子濾波器抽頭的相位，而在某些作為微波光子濾波器的結構中同時也存在快慢光現象。 快慢光在形成機理上可以分為材料快慢光和結構快慢光兩類，本項目的主要工作集中在對結構快慢光的研究。本項目發現了光纖非平衡MZI 中的交叉強度調製(XIM)效應，並系統論證了基於此效應對光脈衝時域傳輸操控的重要機理。實驗上，我們通過在光纖MZI 兩臂中異步調節光強度的損耗，實現了具有干涉儀頻域傳輸函式最低點位置頻率的光脈衝包絡時域上最大移動。這是首次在光纖非平衡MZI 中實現快慢光效應，同已有方案相比，我們的方案設計靈活，結構簡單，且無調製頻率限制，延遲頻寬積大。 本項目的主要內容，提出了一個基於光纖MZI 中內嵌啁啾光柵的連續精細可調諧微波光子濾波器。啁啾光纖光柵(CFBG)作為色散延遲介質，我們利用了其大色散、長柵區、寬頻寬的優點。我們使用的CFBG柵區長度約16cm，頻寬約2.29 nm，色散約±1137ps/nm。我們通過在MZI兩臂中嵌入一對反向的啁啾光柵，實現了一個二抽頭的帶通濾波器，我們在理論上分析了其實現機理。通過在CFBG頻寬內調諧雷射器的出射波長，實現了濾波器的可調諧。我們設計的濾波器具有結構簡潔、精細連續可調、可設計性強等優點，調諧精度為亞MHz量級。我們的方案對於實際工程套用具有重要借鑑意義。