红外与激光工程
2023, 52(10): 20230015
1 东南大学先进光子学中心，江苏 南京 210096
2 东南大学电子科学与工程学院，江苏 南京 210096
基于微环谐振腔的微波光子滤波器（MPF）以其优异的可调谐特性得到了广泛关注和研究，但通常微环的带宽决定了所实现的MPF带宽，进而限制了滤波分辨率。本文提出并验证了一种基于三微环级联的MPF，相比单个微环，通过多引入两个微环谐振腔，使光载波与±1阶光边带拍频后的相位差谱从0~π变得更陡峭，从而实现了MPF带宽压缩。实验结果表明，本文提出的基于级联三微环的MPF在不提升微环本身Q值的前提下，相比基于单微环的MPF，滤波带宽压缩了约69%，3 dB衰减斜率提高了约3.6倍，实现了更精细的滤波；另外，该MPF还实现了11.5~20.3 GHz的频率连续调谐和187.1~1597.0 MHz的带宽连续调谐。
集成光学 微环谐振腔 微波光子滤波器 带宽 可调谐性 光学学报
2023, 43(22): 2213001
1 中国科学院半导体研究所集成光电子学国家重点实验室，北京 100083
2 中国科学院大学电子电气与通信工程学院，北京 100049
3 中国科学院大学材料科学与光电技术学院，北京 100049
4 中国电子科技集团公司第五十四研究所光通信研发中心，河北 石家庄 050081
基于微环谐振腔和光纤布拉格光栅，利用相位-强度调制，实现了三种滤波响应可切换微波光子滤波器。通过改变光纤布拉格光栅反射谱、微环谐振腔陷波和光载波三者之间的相对波长，微波光子滤波器的滤波响应可以在带通、平顶带通和高通之间切换。制备了欧拉微环并搭建了微波光子滤波器系统，实现了上述三种响应。三种响应的带宽均具有一定的调谐能力，其调谐范围分别为5.56~7.68 GHz、6.23~11.92 GHz和5.83~10.86 GHz。三种响应下微环的插入损耗均小于10 dB。可切换的滤波响应使该微波光子滤波器具有更高的灵活性，在频率测量、杂散抑制等场景中具有广阔的应用空间。
集成光学 微波光子滤波器 微环谐振腔 光纤布拉格光栅 响应可切换 激光与光电子学进展
2023, 60(9): 0913001
三明学院 机电工程学院, 福建 三明 365004
微波光子滤波器(MPF)的参数不可调, 限制了其在全光网络中的应用。运用光模式耦合理论和矩阵行列式分析取样光纤布喇格光栅(FBG)的频谱特性, 利用取样FBG的周期性排列结构, 研究得到一种多通道MPF的多参数可调谐设计, 并建立了基于四阶取样FBG阵列的多通道MPF的仿真模型。仿真结果表明: 提高光栅的折射率变化率可增大MPF通道带宽; 增加相邻FBG的光程差可增大MPF通道间隔; 控制FBG温度以调谐MPF中心波长, 使MPF在低通、高通、带通及带阻滤波器之间可灵活切换。
微波光子滤波器 取样光纤布喇格光栅 多通道 可调谐 光模式耦合 microwave photonic filter sampled fiber Bragg grating multi-channel tunable optical mode coupling
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Radar Imaging and Microwave Photonics, Ministry of Education, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China
2 Shanghai Institute of Satellite Engineering, Shanghai 201109, China
A switchable microwave photonic filter (MPF) using a phase modulator (PM) and a silicon-on-insulator micro-ring resonator (MRR) is proposed and demonstrated. By adjusting the polarization controller between the PM and the MRR, the filtering function of the MPF can be switched between a band-stop filter and a band-pass filter. In a proof-of-concept experiment, an MPF with a rejection ratio of 30 dB (or 15 dB) for the band-stop (or band-pass) response and a frequency tuning range from 9.6 to 20.5 GHz is achieved.
microwave photonics micro-ring resonator microwave photonic filter Chinese Optics Letters
2020, 18(5): 052501
东南大学先进光子学中心, 江苏 南京 210096
基于Add-Drop型氮化硅微环滤波器,利用光学单边带调制和光载波分离的方法,实现可重构微波光子带通滤波器。滤波器带宽和带外抑制比分别达到726 MHz和37.0 dB。并且通过改变光载波波长实现1.64~23.41 GHz的滤波器频率调谐;通过调节微环耦合系数实现0.683~2.246 GHz的滤波器带宽调谐,在带宽调谐范围内带外抑制比大于26 dB。
集成光学 微波光子滤波器 可重构 微环谐振腔 载波分离 激光与光电子学进展
2020, 57(1): 011301
广东工业大学信息工程学院, 广东 广州 510006
提出了一种基于双相移光纤光栅和光电振荡器的传感解调方法。该方法融合了光纤光栅传感技术与微波光子技术,其中光纤光栅同时作为传感探头及光电振荡器中的微波光子滤波器组成单元,当外界待测量改变光栅特性时,光电振荡器产生的微波频率也将随之改变,且环境温度变化并不会对微波频率造成影响,有效避免了交叉敏感。同时,阐述了通过光电振荡结构将光栅波长变化转换到微波域进行解调的方案及优点,进而得到了实验搭建的基于此光栅的双通带微波光子滤波器测试结果,构造了基于双通带微波光子滤波器的光电振荡环,实验结果表明,该系统的传感解调灵敏度约为36 MHz/με。所提方法为光纤光栅传感的高速、高分辨率解调提供了新思路,推动了光纤传感的实用化进展。
光纤光学 微波光子滤波器 光电振荡 传感解调 频-时域映像 激光与光电子学进展
2019, 56(15): 150601
提出了一种基于啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)的可调谐双通带微波光子滤波器(MPF)结构,并对该结构进行了实验验证。利用两个级联的拥有不同中心反射波长、带宽及啁啾率的CFBGs,对已调制的光信号产生不同延时,获得了两个不同的频率通带。基于此,通过调整马赫-曾德尔干涉仪(MZI)中的可调谐光延迟线,改变MPF的自由频谱范围,可实现两个通带中心频率的调谐。实验中获得的中心频率分别为6.75 GHz和16.07 GHz的频率通带。通过调节MZI两臂的臂长差,实现了MPF中心频率的调谐。所提出的双通带MPF结构简单,具有很好的可调谐性和稳定性。
光纤光学 微波光子学 可调谐双通带 微波光子滤波器 啁啾光纤布拉格光栅 马赫-曾德尔干涉仪 激光与光电子学进展
2019, 56(3): 030605
武汉第二船舶设计研究所, 湖北 武汉 430200
微波光子滤波器是一种能对微波信号实现滤波功能的微波光子子系统, 能够替代射频链路中的电子滤波器。作为微波光子滤波器的关键指标之一, 带宽会因为通带展宽效应而恶化。构建了一种基于宽谱光源、可调谐延时线、光谱处理器、色散元件的中心频率可调谐的微波光子滤波器, 分析了其中通带展宽效应的原理以及带宽和带宽延时积的关系, 提出了一种基于带宽延时积的带宽自动补偿方法。实验中, 滤波器带宽从687 MHz 补偿到 44 MHz, 中心频率可调谐到~70 GHz, Q值最高达到~1 600。因此该方法可有效补偿通带展宽效应, 对于实现高频窄带微波光子滤波器有参考意义。
微波光子滤波器 通带展宽 光谱处理 色散 高频 microwave photonic filter passband broadening optical spectrum process dispersion high frequency
