基于微環(huán)的集成波導(dǎo)微波光子濾波器研究.pdf

1、微波光子技術(shù)將光子學(xué)手段應(yīng)用于微波系統(tǒng)中，進(jìn)行微波信號(hào)的傳輸與處理，具有低損耗、大帶寬、可調(diào)控等優(yōu)勢(shì)。微波光子技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是采用先進(jìn)的光子集成技術(shù)將激光器、調(diào)制器、微波光子信號(hào)處理器、光電探測(cè)器等功能器件的集成到同一芯片上，進(jìn)而與電子器件集成，最終實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)小體積、輕量化與低功耗。本論文對(duì)集成化微波光子系統(tǒng)中濾波的功能單元進(jìn)行研究，對(duì)基于集成波導(dǎo)微環(huán)及其與馬赫曾德干涉儀(MZI)結(jié)構(gòu)相結(jié)合的微波光子濾波器進(jìn)行特性分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與濾波應(yīng)用

2、研究。
　　論文首先對(duì)全通型波導(dǎo)微環(huán)的濾波響應(yīng)特性進(jìn)行了理論分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)室制備的定向耦合器結(jié)構(gòu)聚合物波導(dǎo)微環(huán)和可調(diào)耦合器結(jié)構(gòu)聚合物波導(dǎo)微環(huán)的濾波特性進(jìn)行了測(cè)試分析，獲得了良好的陷波濾波功能（消光比分別為12.3dB和18.0dB）。將可調(diào)微環(huán)的高消光比特性應(yīng)用于微波光纖傳輸系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)上實(shí)現(xiàn)了單邊帶濾波輸出，有效解決了傳統(tǒng)雙邊帶微波光纖傳輸系統(tǒng)由于光纖色散導(dǎo)致的微波功率衰減問題。
　　接著，針對(duì)高矩形度、大消光比、可調(diào)諧濾波應(yīng)

3、用需求，研究了單個(gè)微環(huán)與MZI相結(jié)合的可調(diào)諧微波光子濾波器。分析了濾波器結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括耦合系數(shù)κr、周損耗因子γ1、附加相移Δ(φ)1等，對(duì)濾波響應(yīng)特性的影響，結(jié)果表明濾波曲線的形狀因子和消光比存在相互制約的關(guān)系?；诰酆衔颬SQ-L波導(dǎo)，設(shè)計(jì)出形狀因子為0.85、消光比為32dB的微波光子濾波器，仿真結(jié)果表明通過電極熱光調(diào)相該濾波器可以實(shí)現(xiàn)8～69GHz范圍內(nèi)的可調(diào)諧RF單邊帶濾波功能。
　　最后，針對(duì)可重構(gòu)濾波應(yīng)用需求，研究了

4、四個(gè)微環(huán)與MZI結(jié)合的單帶通微波光子濾波器。利用數(shù)字濾波器的分析方法對(duì)其結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并對(duì)其可調(diào)諧性（包括中心波長(zhǎng)調(diào)諧、帶寬調(diào)諧）進(jìn)行了仿真分析。結(jié)果表明濾波曲線的帶寬和形狀因子具有一致性關(guān)系但帶寬和平坦度存在相互制約關(guān)系。將MZI+4Ring濾波器的性能參數(shù)和多環(huán)級(jí)聯(lián)的性能參數(shù)進(jìn)行了比較，得出MZI+4Ring濾波曲線的形狀因子要高于多環(huán)級(jí)聯(lián)的形狀因子且MZI+4Ring濾波器通過對(duì)微環(huán)上附加相位的調(diào)諧可以很容易實(shí)現(xiàn)中心波長(zhǎng)和