1 上海理工大学 光电信息与计算机工程学院，上海 201800
2 中国科学院上海光学精密机械研究所 高功率激光单元技术实验室，上海 201800
3 国科大杭州高等研究院 物理与光电工程学院，杭州 310024
用于内窥成像的多芯光纤在弯曲条件下传输的光场相位容易出现复杂的随机扰动，为相干成像中的相位恢复带来极大挑战。本文提出了一种可以用于相干成像的螺旋多芯光纤设计，通过调控纤芯尺寸、纤芯间距和螺距来抑制弯曲等外界扰动对纤芯间群时延差和功率串扰的影响。本文建立了弯曲条件下螺旋多芯光纤纤芯光程的数学模型；根据变换光学基本原理，利用有限元仿真软件对螺旋多芯光纤的模式特性进行数值仿真计算。设计的螺旋多芯光纤具有20 μm的芯间距和20 π/m的扭转率，共有6层91个纤芯，不同层的纤芯尺寸不同。无弯曲时芯间群时延差小于6 fs/m；当弯曲半径大于5 cm时，芯间群时延差的变化小于32 fs/m，100 m长度上纤芯间串扰的仿真计算结果低于-550 dB。螺旋多芯光纤的芯间群时延差对弯曲不敏感，在相干成像中代替普通光纤束传递光场，有助于降低相干图像恢复方法的复杂度，可以广泛应用于光纤显微成像、超快激光成像等领域。
多芯光纤 相干成像 串扰 群时延 螺旋线 Multicore fiber Coherent imaging Crosstalk Group delay Helical
1 中北大学 仪器与电子学院， 太原 030051
2 中北大学 前沿交叉科学研究院， 太原 030051
3 中北大学 微系统集成研究中心， 太原 030051
4 中北大学 理学院， 太原 030051
针对目前L波段滤波器体积大、群延时高、损耗大等问题，提出了一种L波段多层低群延时滤波器。通过选取高硅基作为衬底材料，采用多层交指结构的谐振器来降低带内群延时，减小体积。利用HFSS软件对滤波器展开建模与仿真。通过调整谐振器的参数，得到最佳设计方案。仿真结果表明，该滤波器的中心频率为1.5 GHz，带内插入损耗小于1.2 dB，带内群延时波动小于500 ps，在中心频率左右0.3 GHz处的带外抑制达到50 dB，滤波器尺寸较小，为8 mm×7 mm×1.5 mm。
滤波器 低群延时 多层交指结构 中心频率 filter low group delay MEMS MEMS multilayer interfingering structure center frequency
为了有效解决相控阵雷达/天线瞬时带宽小、孔径效应严重、功耗大等问题，将射频MEMS开关引入实时可调延时器结构中，设计了一种基于射频MEMS开关的实时可调延时器。通过MEMS双掷开关选择具有不同电长度的延时路径，在DC~20 GHz内实现了5位的射频信号延时。利用HFSS三维电磁仿真软件对延时单元的几何参数进行仿真优化，得到5个可切换延时状态的延时量，分别为64.76 ps，101.46 ps，137.97 ps，174.61 ps，210.98 ps，延时步进为36.5 ps，整体面积约为5 mm2。与其他实时可调延时器相比，该实时可调延时器具有多可控位数、大延时带宽积、高集成度等优点。
微机电系统开关 可调实时延时器 实时延时线 群时延 MEMS switch adjustable true-time delayer true-time delay line group delay
基于单端口群时仿真的空间映射法设计了一款六级 Ka频段的毫米波带通滤波器, 该滤波器被加工在氧化铝陶瓷基片上, 基片的尺寸为 8 mm×2.5 mm×0.254 mm。测试结果显示, 滤波器的中心频率位于 30.68 GHz, 3 dB相对带宽为 11.5%, 带内最小插入损耗约为 1.75 dB。
单端口群时延 毫米波 空间映射 薄膜滤波器 single-port group delay millimeter wave space mapping thin film filter 太赫兹科学与电子信息学报
2022, 20(3): 273
范丽娜 1,2,3,4吴倩楠 2,3,4,5张世义 1,2,3,4侯文 1,3,4李孟委 2,3,6,7
1 中北大学 信息与通信工程学院, 太原 030051
2 中北大学 南通智能光机电研究院, 江苏 南通 226000
3 中北大学 前沿交叉科学研究院, 太原 030051
4 中北大学 微系统集成研究中心, 太原 030051
5 中北大学 理学院, 太原 030051
6 4. 中北大学 微系统集成研究中心, 太原 030051
7 中北大学 仪器与电子学院, 太原 030051
针对射频MEMS滤波器的带外抑制能力较差和带内群延时不平坦的问题, 设计了一种窄带宽、低插损、高选择性的L波段射频MEMS线性相位滤波器。选取高介电常数的衬底材料实现窄带传输, 采用双层交指结构的谐振器实现线性相位, 减小了电路体积。利用HFSS软件对滤波器的性能进行优化。结果表明, 该滤波器的中心频率为1.46 GHz, 带内插入损耗＜1.97 dB, 带内群延时波动＜2 ns, 在中心频率左右1 GHz处的带外抑制＞70 dB。整体电路尺寸为10 mm×7.2 mm×0.62 mm。
滤波器 群延时 带外抑制 filter MEMS MEMS group delay out of band suppression
1 西南科技大学 信息工程学院, 四川 绵阳 621010
2 西南科技大学 微系统中心, 四川 绵阳 621010
为了使矢量网络分析仪测得的S参数能便捷地计算体声波(BAW)滤波器的群时延波动, 分别提出了在MATLAB、ADS中计算BAW滤波器群时延波动的两种方法。该文分别介绍了利用MATLAB编程和在ADS中计算群时延波动及流程,并对两种方法进行了比较; 同时还指出在ADS中使用“delay(S12)”和“group_delay”计算群时延波动的区别。结果表明, 用MATLAB与在ADS中使用“group_delay”计算的群时延波动基本吻合, 均能准确计算出BAW滤波器的群时延波动。
体声波滤波器 相频特性 群时延波动 S参数 计算方法 BAW filter phase-frequency characteristic group delay ripple S parameters calculation method
1 中国人民解放军陆军装甲兵学院蚌埠校区，安徽 蚌埠233050
2 中国人民解放军陆军工程大学训练基地，安徽 徐州221000
针对相控阵雷达带宽的扩展，文章提出了一种基于多路啁啾微波脉冲（CMP）信号产生及延时控制的新型波束成形系统。该系统由多个平行的具有二阶相位特性的微波光子滤波器（MPF）构成，且MPF均通过非均匀抽头延时重构获得。通过将超宽带信号输入该多路MPF系统，即可产生多路CMP信号并输入各个阵列天线阵子，借助于光纤色散，通过调谐MPF重构所需要的光载波波长即可实现脉冲信号的延时控制，从而实现信号的波束成形。仿真结果表明，该系统可以产生多路CMP信号，且信号延时量可以得到控制，并实现了波束指向的控制。该研究成果有助于推动相控阵雷达带宽的进一步扩展。
啁啾微波脉冲 波束成形 微波光子滤波器 真延时 CMP beamforming microwave photonics filter group delay
本文提出了一个由高品质光学腔,机械振子和金属纳米颗粒组成的腔光力学系统。一束强的泵浦光和一束弱的探测光同时作用于该系统。数值分析结果表明:在泵浦光的驱动条件下,系统对探测光的透射谱上会出现光力学诱导透明现象。该透明窗口的宽度由金属纳米颗粒和光腔之间的耦合强度决定。随着金属纳米颗粒和光腔之间的耦合强度的增强,该透明窗口会变窄,探测光的群延迟时间也会增大。我们分析了这些光学性质的变化原因,并给出了物理解释。
腔光力学系统 金属纳米颗粒 光力学诱导透明 群延迟 cavity optomechanical system metal nanoparticles optomechanical induced transparency group delay
