微波信号的光子学生成与传输研究

发布时间：2017-10-17 12:18

  本文关键词：微波信号的光子学生成与传输研究

  更多相关文章： 光学倍频 四波混频效应(FWM) 光电探测器 非线性效应 二次谐波抑制 相位调制链路

【摘要】：伴随现代科学技术的进步,系统对各种技术的要求日益增高,微波通信与光纤技术的结合并逐渐形成了微波光子学这一新兴领域。与传统电学系统相比,光子学技术具有重量轻、体积小、传输损耗小、带宽大、抗电磁干扰性强等优点,在数据通信、大功率雷达以及军事电子对抗方面占有重要地位。其中高质量的微波信号产生对于微波系统尤为重要,微波光子链路结合了微波传输系统和光纤链路系统的优势,在大容量、高带宽数据通信中具有广泛的应用。本文首先对微波光子学中常用器件及其原理做了简单介绍,重点介绍了相位调制器、马赫-曾德尔强度调制器、光电探测器的工作原理,然后对光生微波技术的研究现状进行了探索,对主流的光生微波方案的工作原理进行了总结,然后简单介绍了微波光子链路的基本内容及衡量链路性能的相关指标。其次在对微波倍频技术的研究基础上,提出了一种微波信号的光子学生成技术。方案主要利用马赫-曾德尔强度调制器和四波混频效应来实现。激光器发出的光经马赫-曾德尔强度调制器的强度调制,得到正负一阶边带,相位相关满足相位匹配条件,经过四波混频效应的作用产生新边带,通过光滤波器和光环形器调整光信号的频谱,得到两个三阶边带,利用偏振控制器调节光谱偏振态,使之偏振态垂直于首个四波混频过程的偏振态,反方向进入非线性介质,进行第二次四波混频,利用了四波混频的偏振相关性。滤波后保留正负九阶边带进行拍频,能够得到18倍频的微波信号。该方案将四波混频效应与外调制技术相结合,在一个非线性介质中实现了两次四波混频效应,提高了倍频因子。最后分析研究了相位调制光纤链路的非线性失真的主要内容,在对光电探测器模型进行理论分析后,为降低相位调制光纤链路中光电探测器的二阶谐波非线性对链路性能的影响,通过设计新型的光子链路结构,来抑制PD拍频产生的二次谐波失真,以提升相位调制链路性能。方案利用了相位调制器具有两个偏振轴的特性,通过检偏器与滤波器来获得单边带的相位调制光谱,同时结合直接检测技术,有效降低了光电探测器产生的二次谐波的影响。本方案通过调整单边带相位调制光谱的偏振态,对光电探测器非线性进行了实验分析,改善了链路性能。
【关键词】：光学倍频 四波混频效应(FWM) 光电探测器 非线性效应 二次谐波抑制 相位调制链路
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN015
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 研究背景11
• 1.2 微波光子研究热点11-14
• 1.2.1 微波光子链路12-13
• 1.2.2 光生微波信号技术13
• 1.2.3 微波信号的光学处理13-14
• 1.3 研究内容及结构安排14-16
• 第2章 光子学微波产生及传输研究16-32
• 2.1 微波光子学基本原理16-22
• 2.1.1 电光转换16-22
• 2.1.2 光电转换22
• 2.2 光生微波技术研究现状22-27
• 2.2.1 直接调制法22-23
• 2.2.2 光外差法23-26
• 2.2.3 光电振荡器法26-27
• 2.3 微波光子链路性能27-31
• 2.3.1 链路增益与噪声28-29
• 2.3.2 非线性失真29-31
• 2.3.3 无杂散动态范围31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 基于MZM和级联FWM的光生微波技术研究32-38
• 3.1 基本原理及方案设计32-36
• 3.1.1 载波抑制双边带32
• 3.1.2 四波混频效应32-34
• 3.1.3 方案设计34-36
• 3.2 仿真分析36-37
• 3.3 本章小结37-38
• 第4章 基于PM光纤链路的非线性优化研究38-46
• 4.1 基本原理及方案设计38-43
• 4.1.1 PM-IM转换38-40
• 4.1.2 基于PM的光纤链路优化方案40-43
• 4.2 实验及结果分析43-45
• 4.3 本章小结45-46
• 总结与展望46-47
• 致谢47-48
• 参考文献48-55
• 攻读硕士学位期间发表的论文55

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 南利平 ,吕洪国;不要追求高档的微波信号源[J];国外电子测量技术;1999年03期

2 阮锦屏;一种改善和监视射频或微波信号相位噪声的新方法[J];电子学报;1990年05期

3 ;泰克确立宽带射频/微波信号发生能力新指标[J];国外电子测量技术;2011年02期

4 ;健康·新知[J];新闻周刊;2002年33期

5 映青;;LSA发射机[J];半导体情报;1972年01期

6 王沁泉;陈福深;;光学外差法产生微波信号特性的研究[J];半导体光电;2009年06期

7 ;WTX-3固体信号源的研制[J];电子测量技术;1977年03期

8 ;R&S SMF100A为微波信号源树立了信号纯度和输出功率的新标准[J];电子测试;2009年08期

9 刘才斌;魏友国;陈运涛;;VXI微波信号源仪器模块的设计与实现[J];微计算机信息;2006年04期

10 贾青松;王天枢;张鹏;孙鸿伟;董科研;刘鑫;孔梅;姜会林;;基于双波长布里渊光纤激光器的微波信号产生[J];中国激光;2014年07期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 胡文华;许东兵;双爱琼;王竹;;虚拟仪器在微波信号源中设计的应用[A];第六届全国计算机应用联合学术会议论文集[C];2002年

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 乔云飞;基于微波光子学的可调微波信号源[D];浙江大学;2013年

2 李沫;RoF系统中60GHz传输技术及光域微波信号处理技术研究[D];清华大学;2011年

3 于源;全光微波信号处理技术的研究[D];华中科技大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 梁建惠;光电振荡器的性能与设计研究[D];贵州大学;2015年

2 曹春雨;基于FPGA的窄脉冲微波信号参数测试的研究与实现[D];南京理工大学;2014年

3 李卉梓;基于光子学技术的相位可调谐倍频微波信号发生器的研究[D];华中科技大学;2014年

4 曹伟娜;基于微波光子技术的微波信号参数提取[D];西南交通大学;2014年

5 刘岩龙;二进制编码微波信号光子学生成研究[D];西南交通大学;2014年

6 周威;基于电光外调制的高倍频微波信号光子学生成研究与实验[D];西南交通大学;2014年

7 王昀;光子微波信号频谱分析技术研究[D];浙江大学;2012年

8 韩晶晶;光学辅助的微波信号探测技术研究[D];北京邮电大学;2015年

9 王争;光微波信号产生与倍频技术研究[D];天津大学;2009年

10 朱海玲;基于倍频和延时自外差的光生微波方法研究[D];西南交通大学;2013年

，

本文编号：1048803