《集成微波任意波形發生中的多波形高速更新研究》是依託東南大學，由張若虎擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：集成微波任意波形發生中的多波形高速更新研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張若虎
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目提出了一種基於電光波導布拉格光柵（WBG）和波導電光開關的集成微波任意波形發生的新方法，針對具有豐富的波形種類和高更新速率的微波任意波形發生技術進行研究。我們擬設計製作兩類電光WBG，即電光觸發WBG和電光調諧WBG，並對其光學特性和影響因素進行研究。我們進而將二者結合，獲得單個脈衝整形通道。我們採用級聯式電光觸發WBG實現任意脈衝可高速開關調製的脈衝序列的發生，採用級聯式電光調諧WBG實現對脈衝序列中各個脈衝延時量的高速調諧，經過光電轉換獲得頻率和振幅均可高速調諧的微波波形。我們將波導電光開關與多個脈衝整形通道相結合，進行多種微波波形間的高速切換，進一步增加了可高速更新的微波波形種類，更新時間小於100ns，並緩解了對器件可重構能力的要求。我們在WBG以及波導電光開關的設計與製作上已經取得了重要進展。本研究將對集成化微波任意波形發生晶片的研究提供重要的實驗依據。
結題摘要
微波任意波形發生技術在高速通信、雷達、電子對抗等領域有廣泛的套用前景，目前商用的微波任意波形一般採用電子學方法產生，因而受限於“電子瓶頸”。與之相比，光子學方法具有天然優勢，能夠產生高載頻、大頻寬的微波信號，因此成為研究熱點。為進一步解決成本、尺寸、重量、功耗、穩定性等問題，我們對基於光子集成的微波任意波形發生技術進行研究。我們首先提出一種微波任意波形發生的集成系統，包括若干波形發生單元和波形選擇單元，利用波形選擇單元對波形發生單元產生的波形進行高速切換。我們基於SOI平台對該系統的關鍵器件進行了設計，獲得了回響時間7ns的光開關和諧振波長可調的光譜整形器，並對系統輸出進行了模擬，實現了波形的高速更新。針對目前廣泛採用的波長-時間映射方案，我們針對其集成化進行研究，提出了基於啁啾波導布拉格光柵的片上波長-時間映射方案，與高速光開關相結合，實現了兩種微波突發波形的高速更新。另外，鋯鈦酸鉛鑭（PLZT）由於具有高電光係數和偏振不敏感特性等優點，適於進行電光開關等集成器件的製備。我們針對PLZT光波導薄膜的製備進行研究，製備了PLZT脊形光波導，實現了波導通光，為實現基於PLZT材料平台的集成微波任意波形發生系統奠定了基礎。我們還對PLZT光波導薄膜的低成本製備工藝進行研究，獲得了表面平坦、結構緻密的PLZT薄膜，為集成器件的實用化提供了條件。我們的工作在推動微波任意波形發生技術的集成化方面具有重要意義，未來有望套用於脈衝壓縮雷達、超寬頻和多址無線通信等領域。
