新穎同軸結構光纖射頻天線研究

《新穎同軸結構光纖射頻天線研究》是依託浙江大學，由鄭史烈擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：新穎同軸結構光纖射頻天線研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：鄭史烈
• 項目類別：面上項目

項目摘要

本項目針對光子射頻天線的套用，探索一種新穎的光纖射頻天線技術。採用同軸結構，將光波波導、等離激元波導和射頻波導巧妙地結合起來，基於表面等離激元波將天線接收的射頻信號調製至光波，從而實現射頻信號的光子接收和遠距離傳送。項目從理論分析，數值仿真和實驗三個方面，對光纖表面等離激元波技術、同軸結構表面等離激元電光調製器結構設計與製備及其與各種天線的組合進行深入系統的研究，以期解決射頻信號對表面等離激元波的有效調製、介質同軸結構表面等離激元電光調製器能量的有效饋入及電光調製器與天線集成等光子射頻天線中的關鍵技術，獲得可實用化的光子射頻接收天線方案。本項目的研究工作對於微波光子學的發展不僅具有重要的學術意義，而且具有潛在的實用價值。

結題摘要

網際網路的高速發展、蜂窩電話大範圍普及以及個人手持通信設備市場的持續增長使得高效的通信和數據接入成為信息系統的關鍵環節，低耗高效的射頻信號接收機則成為寬頻無線接入系統的一個關鍵部件。傳統的電子學方法雖然在不斷改進，但是基於光電子學的方案有望降低整機的重量、體積和功耗，且繼承微波光子學的所有優點，減少各種微波頻段的干擾。因此，研究利用光電子學手段接收或者檢測微波信號具有極大的理論和實際意義。 本項目研究一種新穎光纖射頻天線技術，將光纖和射頻同軸線相結合，基於表面等離激元波將天線接收的射頻信號調製至光波，從而實現射頻信號的光子接收和遠距離傳送。從理論上研究微波、光波和電漿波在光纖射頻天線結構中的傳播及三者之間的能量耦合機理，證明了藉由電漿波可實現微波到光波的最有效調製；系統仿真了光域和電域同軸結構等離激元電光調製器的性能變化，實現了同軸結構表面等離激元電光調製器的結構設計與最佳化。在同軸結構表面等離激元電光調製器的理論仿真基礎上，提出了多種基於表面等離子的新型光子器件，包括射頻光子接收天線、波導、干涉儀、寬頻和全光調製器等等，為基於表面等離子的各種套用打下基礎。項目研究解決光子射頻天線的關鍵技術，獲得可實用化的光子射頻接收天線方案，為我國在微波光子學前沿領域的研究做了積累。