采用0.13 μm SiGe BiCMOS工艺,设计并实现了一种应用于高速光通信的全集成注入锁定四倍频器芯片。该设计包括单端转差分放大器、注入锁定二倍频器(ILFD)以及分频器(Divider-by-2)。测试结果表明,该四倍频器的输出锁定范围达到了48~68 GHz,输出锁定在65 GHz时的谐波抑制比为36 dBc。芯片核心面积为0.36 mm2,在3.3 V供电电压下,核心功耗为247 mW。该设计可以满足下一代超高速光电互联芯片对高速时钟的应用需求。

提出并研究了一种基于双平行马赫-曾德尔调制和平衡光探测的四倍频可调对称三角形函数波形信号发生器。将调制非线性和多参量调控应用到可调对称三角形波形信号的产生中,可实现四倍频信号输出。通过调整调制系数β和时延量τ,可实现光电流表达式向目标函数波形微波信号傅里叶展开式前三项的近似表征,最后得到四倍于射频调制频率的周期性三角形波形信号。结合仿真研究,实现了5 GHz 射频调制频率下, 20 GHz三角形波形信号的输出,通过引入拟合误差对所获得的时域波形进行误差估计,所提出的发生器可实现对称系数20%到80%之间的波形输出,且可保证拟合误差小于8%。

以正硅酸乙酯作为前驱体,乙醇作为溶剂,氨水作为催化剂,在碱催化体系下制备了高分散的SiO₂溶胶;然后采用提拉法在不同浓度的SiO₂溶胶涂膜液中制备了四倍频266 nm波长增透的SiO₂减反膜,并对各膜层的性能进行了测试。测试结果表明:在浓度最大的SiO₂溶胶中以4.5 cm·min ^-1的提拉速度制备得到的四倍频SiO₂减反膜的性能最优,其在266 nm处的透过率达到了99.307%,表面粗糙度为1.339 nm,且透过率稳定性优异。

提出一种在单输入情况下同时产生两路任意相位编码微波信号的方法,不仅可以保证编码信号180°的相移,还可实现编码信号的频率大范围调谐.建立由一个双平行马赫曾德调制器和一个保偏布拉格光栅组成的系统,激光输入双平行马赫曾德调制器调制后,通过保偏布拉格光栅与偏振分束器的共同作用产生两路偏振正交的±2阶边带.其中一对边带经过相位调制器调制后与另一对耦合,最后输出两个光电探测器拍频得到高频率、低噪声的相位编码微波信号.仿真结果表明,通过调节驱动信号的频率,可得到5~100 GHz的一系列四倍频相位编码微波信号.还原的相位信息与脉冲压缩比均和理论值吻合,证明了所提方法具有良好的脉冲压缩性能.

为提高光载无线（RoF）系统传输容量, 提出了一种基于四倍频矢量信号生成及波长重用技术的双向RoF传输系统。该系统中, 下行链路由基于受激布里渊散射效应的窄带光带阻滤波器和Sagnac环在光域实现四倍频矢量信号调制; 在基站端, 未调制的边带由检偏器滤出作为上行链路光载波实现波长重用。传输实验验证了24 GHz的四倍频正交相移键控（QPSK）信号的拍频产生, 并测试了码率为400 Mbit/s的8 GHz下行频带QPSK和400 Mbit/s的上行基带开关键控（OOK）信号的6.15 km光纤传输。实验结果验证了该系统的可行性。

采用了一种基于双平行马赫曾德调制器(DPMZM)产生四倍频微波信号的方法。理论分析了微波四倍频的基本原理,双平行马赫曾德调制器的上臂子MZM加载射频信号, 且上臂子MZM工作在最大传输点, 下臂子MZM直通光载波, 使DPMZM最终工作在载波抑制的偶次边带调制模式,结合光学带通滤波器滤除高阶杂散边带, 提升四倍频信号的纯净度。搭建了基于双平行马赫曾德调制器的四倍频微波光子链路, 并对四倍频系统的性能进行测试,实验结果表明系统的光边带抑制比和射频杂散抑制比分别达到了21.09 dB和28.41 dB。由于链路未引入额外的电子器件, 系统可以产生高达80 GHz的微波信号。基于双平行马赫曾德调制器产生四倍频微波信号的方法结构简单, 易于控制, 具有良好的倍频性能, 可实现高纯净度和高频率的四倍频信号的产生。

提出了一种使用光学技术产生可调谐的四倍频相位编码信号的方案。利用一个马赫-曾德尔调制器(MZM),一个光滤波器(OBPF),一个布拉格光栅(FBG),一个环形器,两个偏振调制器(PolM)和光电探测器,结合波长复用技术、偏振调制技术和平衡探测技术,产生四倍频相位编码信号。仿真结果表明,此方法产生的相位编码信号具有大调谐范围,高倍频系数。仿真产生的20 GHz和40 GHz相位编码信号分别具有10.10 dB和9.79 dB的峰值旁瓣比,压缩比都是128。同时,从相位编码中恢复出来的相位信息分别具有200°和206°的变化。仿真结果验证了产生四倍频相位编码信号的可行性,所产生的相位编码信号具有20~40 GHz的调谐范围,同时还表现出很好的脉冲压缩性能。