1 南京航空航天大学 电子信息工程学院, 雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室, 南京 211106
2 苏州大学 光电科学与工程学院, 教育部现代光学技术重点实验室, 江苏 苏州 215006
由于具有动力学特性丰富、体积小和易集成等优点, 基于半导体激光器的信号产生技术已成为高性能微波光子信号产生的优选方案之一。半导体激光器在合适的外光注入条件下能够工作在单周期振荡态, 可突破本征弛豫振荡频率的限制, 产生频率大范围可调的微波信号; 进一步动态地控制注入参数, 能够生成宽带可重构的微波调频信号, 在雷达领域具有重要的应用前景。文章首先介绍了基于光注入半导体激光器的宽带微波信号生成机理并实验产生了大时宽带宽积的微波线性调频信号, 其中心频率、带宽、时宽和工作频段均可灵活调谐; 然后, 构建了延时匹配光电反馈环路, 提升了宽带微波调频信号的频谱纯度和梳齿信噪比等性能参数; 最后, 基于该高性能宽带微波调频信号发生器构建了微波光子雷达验证系统, 分析了其在目标探测与成像方面的性能。
半导体激光器 微波光子学 光注入 线性调频信号 雷达 semiconductor laser microwave photonics optical injection linear frequency-modulated signal radar
强激光与粒子束
2021, 33(11): 111006
Author Affiliations
Abstract
Key Laboratory of Radar Imaging and Microwave Photonics, Ministry of Education, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China
Real-time and high-resolution imaging is demonstrated based on field trial detection of a non-cooperative target using a photonics-based inverse synthetic aperture radar (ISAR). By photonic generation and de-chirping of broadband linear frequency modulation signals, the radar can achieve a high range resolution thanks to the large instantaneous bandwidth (8 GHz at the K band), as well as real-time ISAR imaging using low-speed analog-to-digital conversion (25 MSa/s). A small-size unmanned aerial vehicle is employed as the non-cooperative target, and ISAR imaging is realized with a resolution far better than those achieved by the previously reported photonics-based ISARs. The capability for real-time ISAR imaging is also verified with an imaging frame rate of 25 fps. These results validate that the photonics-based radar is feasible in practical real-time and high-resolution ISAR imaging applications.
280.6730 Synthetic aperture radar Chinese Optics Letters
2017, 15(11): 112801
1 浙江师范大学 信息光学研究所 浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室, 浙江 金华 321004
2 浙江师范大学与浙江大学光学联合研究实验室, 杭州 310058
基于传统混合表面等离子体波导, 提出了一种半导体纳米线和纳米金属肋混合的表面等离子体波导.采用有限元法对其模式特性进行了数值模拟, 研究了该波导的有效折射率、传播损耗、归一化模场面积等特性随波导几何尺寸的变化规律, 分析了该混合波导的增益阈值.结果表明: 该波导具有较低的传播损耗和较强的光场限制能力, 并且混合模式的最小模面积仅为0.001 52 μm2.
混合表面等离子体波导 模式特性 增益阈值 表面等离子体纳米激光器 Hybrid plasmonic waveguide Model properties Threshold Surface plasmon polariton nano laser
1 浙江师范大学信息光学研究所
2 浙江师范大学浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室，浙江 金华 321004
3 浙江师范大学与浙江大学 光学联合研究实验室，杭州 310058
设计了由半导体纳米线和半圆顶金属脊组成的混合表面等离子体波导.通过有限元法对这种波导所支持混合模式的深亚波长局域、传播损耗等特性进行了数值计算.结果表明，在工作波长为1.55 μm的情况下，混合模式的最小模面积仅为0.001 81(λ2/4)，同时保持20 μm的传播距离；与同类结构波导相比具有模场面积小，光传播距离远等优点，在光子集成元器件及光子集成电路等领域具有潜在应用价值.
混合表面等离子体波导 模式面积 传播损耗 衍射极限 Hybrid plasmonic waveguide Mode area Propagation loss Diffractionlimit
1 南京航空航天大学 电子信息工程学院 微波光子学实验室, 南京 210016
2 毫米波国家重点实验室, 南京 210096
以无压缩全高清视频的光载无线传输为背景, 通过研究宽带射频光子下转换技术, 从而构建全高清视频的实时传输系统, 其中下转换系统主要基于光电振荡器实现.由于光电振荡器的注入锁定, 光微波信号中的载波信号被提取出来, 并反馈至调制器, 与宽带光微波信号混频, 在光域实现信号下转换.实验论证了载频为10 GHz, 码率大于2 Gb/s的信号下转换和有线无线传输.利用天线和光纤实现了距离为0.5 m的无线分发和距离为10 km的有线传输.本文还成功实现了1.5 Gb/s无压缩高清视频信号的实时传输.实验结果表明, 该系统具有大带宽、抗电磁干扰等优点, 同时利用光电振荡器的自动相位跟踪技术, 无须外加锁相等操作.整个下转换系统简单稳定, 为高清视频的有线无线传输提供了论证和演示平台.
下转换 光电振荡器 高清视频传输 光载无线 Downconversion Optoelectronic oscillator HD video distribution Radio over fiber
1 浙江师范大学光学信息研究所, 浙江 金华 321004
2 浙江师范大学与浙江大学光学联合研究实验室, 浙江 杭州 310058
3 中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室, 上海 200050
表面等离子体激元（SPP）微腔具有很高的品质因子和极小的模式体积，在光电子器件研究方面具有重要的应用价值。采用有限元法对表面等离子体激元的金属覆盖介质微盘谐振腔进行理论模拟，研究考虑微盘底半径、介质层厚度及金属膜厚度等参数对微盘表面等离子体模的品质因子及模体积的影响。研究表明，在光通信波段1550 nm附近获得高品质因子（1000以上），极低模式体积的表面等离子体微盘。最后研究了利用优化设计的微盘进行折射率传感的应用，获得了高达300 nm/RIU的折射率传感灵敏度。
激光技术 光学微腔 回音壁模式 表面等离子体激元 有限元法
