基于光纤受激布里渊散射的微波光子滤波带宽调谐特性研究

发布时间：2017-07-03 15:19

  本文关键词：基于光纤受激布里渊散射的微波光子滤波带宽调谐特性研究

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【摘要】：微波光子滤波技术(Microwave photonic filter)是将输入的射频信号调制到光源信号上,信号处理在光域上进行。最后通过光接收器输出滤波后的微波信号。该技术可充分利用光的低损耗、高带宽、不受电磁干扰等优势,进而完成传输信号由电域到光域的转换。本论文主要介绍了基于受激布里渊散射(Stimulated Brillouin Scattering, SBS)效应的受激布里渊散射微波光子滤波器和怎样实现其滤波带宽调谐。首先,简要介绍了近年来微波光子滤波器的重要应用和SBS效应在微波光子滤波中重要的地位,并对光纤中SBS的产生机制和理论模型给出了分析,并给出了以半导体激光器作为光载波条件下泵浦波与信号波的SBS的微波光子滤波实验系统,分析了该系统实现单带通微波光子滤波功能的原理。分别测量了实验室两种量级激光器的线宽,包括测量结构的构建和测量方法的构思等,并比较了不同激光器线宽对SBS滤波特性的影响,包括对SBS频移量测量比较和2-5GHz下的滤波带宽比较。最后,研究了SBS滤波带宽调谐特性。利用射频信号对相位调制器进行相位调制,产生频域梳状波,以此梳状波作为泵浦波,通过改变射频信号功率值和频率值,获得频率梳条数和滤波响应平坦度的控制,达到SBS滤波带宽可调谐目的,实现SBS滤波带宽100MHz范围的调谐功能。
【关键词】：微波光子滤波 受激布里渊散射 调谐特性 频率梳 带宽调谐
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 研究背景8
• 1.2 微波光子滤波技术概述8-10
• 1.2.1 基于相移光纤光栅(FBG)的微波光子学滤波器8-9
• 1.2.2 基于滤波器级联的单响应微波光子滤波器9-10
• 1.3 基于SBS效应微波光子滤波器10-14
• 1.3.1 基于SBS的微波光子滤波10-12
• 1.3.2 基于受激布里渊散射的微波光子滤波器12-14
• 1.4 本论文内容及结构安排14-15
• 2 SBS的产生机制及其滤波的基本系统结构15-21
• 2.1 光纤中受激布里渊散射效应的产生机制15-18
• 2.2 基于SBS的微波光子滤波系统结构18-20
• 2.3 本章小结20-21
• 3 激光器线宽对SBS滤波的影响21-35
• 3.1 激光器线宽的测量21-28
• 3.1.1 单色光21
• 3.1.2 准单色光21-22
• 3.1.3 自相关函数22-23
• 3.1.4 线宽测量系统中光电流功率谱密度23-24
• 3.1.5 DFB激光器线宽测量24-26
• 3.1.6 光纤激光器线宽测量结果26-28
• 3.2 不同激光器线宽对SBS滤波的影响28-34
• 3.2.1 基于SBS的滤波实验系统28-30
• 3.2.2 窄线宽光纤激光器SBS频移量和滤波响应测量30-32
• 3.2.3 半导体激光器SBS滤波测量32-33
• 3.2.4 不同线宽载波谱对SBS滤波效果的比较33-34
• 3.3 本章小结34-35
• 4 SBS滤波带宽调谐35-58
• 4.1 基于SBS微波光子滤波器数学模型35-36
• 4.2 布里渊放大传递函数的数学模型和仿真36-40
• 4.3 光学频率梳的理论分析与实验探究40-47
• 4.3.1 微波信号单频调相数学模型40-43
• 4.3.2 光学频率梳产生的软件模拟43-44
• 4.3.3 光学频率梳产生的实验探究44-47
• 4.4 基于SBS微波光子滤波器带宽调谐性研究47-57
• 4.4.1 基于SBS微波光子滤波器带宽调谐性的实验研究47-48
• 4.4.2 基SBS滤波频率调谐的实验研究48-49
• 4.4.3 基于SBS滤波带宽调谐的研究49-52
• 4.4.4 不同调制频率对SBS滤波的影响52-55
• 4.4.5 输入微波信号的功率对SBS滤波的影响55-57
• 4.5 本章小结57-58
• 结论58-59
• 参考文献59-61
• 致谢61-62

【参考文献】

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1 张卫华;张丽丽;曹晔;;基于受激布里渊散射的微波光子滤波器[J];南开大学学报(自然科学版);2014年01期

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本文编号：514178