提出了基于加权光耦合阵列的光电任意波形产生方案, 利用不同波长加权和并行耦合的方法实现信号光域的数模转换。通过对信号的频谱分析发现, 多波加权存在拍频噪声, 经过波长预设和滤波处理, 可以将高频噪声有效滤除, 但在信号交变的时刻会有尖峰干扰出现, 进一步通过与变换信号带宽匹配的滤波平滑处理后, 尖峰干扰得到一定的抑制, 可实现输入信号速率为10Gb/s、量化精度为5bit的光学数模转换, 实现了三角波、锯齿波、高斯脉冲和方波序列等光学波形的输出。

提出了一种新型的基于相变材料（PCM）与电光调谐微环谐振器（MR）的光子数模转换器（PDAC），并实现任意波形的产生。该PDAC通过MR阵列同时处理不同波长的光信号，并将可编程的相变材料集成到光波导中完成对光信号的功率控制以及对每个电光调谐MR的功率补偿，从而实现高精度数字信号到模拟信号的转换。利用Ansys Lumerical仿真平台，以25 GSa/s的输入数据速率对 4-bit PDAC结构进行仿真验证。所提结构可以实现3.63 bit的有效比特数、0.88B_LSB（B_LSB为最低有效位）的最大积分非线性（INL）和0.35B_LSB的最大微分非线性（DNL）。此外，该结构可以实现方波、锯齿波、三角波以及正弦波的生成，且它们与理想波形之间的误差较小。仿真证明，所提结构有望用于高速和低转换误差的数模转换器和任意波形发生器（AWG）。

基于频率-时间映射理论,提出一种简单、全光纤任意波形产生方法。该方法简化了具有任意反射谱的线性啁啾光栅设计方法,结合啁啾光栅的色散特性,能够实现用户定义的任意波形脉冲信号。利用由传输损耗公式推导的折射率调制幅度与光栅反射率的关系,可实现具有任意形状反射谱的啁啾光栅的逆向设计;微调折射率调制幅度伸缩因子和折射率调制顶点的归一化光谱位置可优化反射谱形状,在保证高反射率的情况下(≥90%),设计误差可降低至10%以下。阐明啁啾光栅色散特性引入的频率-时间映射关系,将设计的光谱形状映射到时域波形,改变光栅设计参数,可灵活控制输出脉冲的形状和脉宽。基于Matlab和Optisystem仿真软件,以常用重要波形(三角形、锯齿形、矩形、梯形、高斯型、抛物型脉冲)为例验证了系统的可行性。该方法简单灵活,对任意波形产生和应用研究具有一定的参考价值。

提出一种基于注入锁定技术增强高次谐波的任意波形产生方案。通过注入锁定技术放大并增强高次和偶次谐波,将获得的高次谐波和非线性调制产生的第一和第三次谐波进行时域叠加,可合成高阶的三角波、矩形波。将注入锁定增强的偶次谐波和非线性调制产生的第一和第三次谐波进行时域叠加可合成高阶锯齿波和反锯齿波。通过实验,本文成功产生了频率为5 GHz的五阶三角波、五阶矩形波、三阶锯齿波和三阶反锯齿波。理论与实验结果表明:五阶三角波与矩形波的方均根误差比同时产生的三阶相同波形提升了10%~37%;可以通过增加注入锁定的支路数来获得更高阶近似的波形。

在使用高功率激光装置进行物理实验时,高精度时间同步的时标系统是实现物理过程精确诊断的必要条件。为了满足物理实验需求,该系统采用任意波形发生器输出信号时分复用结合高速电光调制的技术方案,同源产生了主激光、时标光、电时标和高精度触发信号等多路信号。时标系统共可输出532,355,266 nm三种波长共10路梳状时标光信号及8路梳状电时标信号、两路快前沿高幅值触发信号。时标信号与主激光时间同步抖动峰峰值达到12.80 ps,梳状时标光信号脉冲周期峰值抖动为6.40 ps,接近目前采用的测量系统极限。完成了时标系统在高功率激光装置中的应用演示,满足了诊断设备应用要求;对条纹相机不同扫程进行时间基准标定实验,可有效校准相机大扫程的时间误差。

为全面验证通信卫星有效载荷的功能和性能，整星综合测试时需要能产生包括通信信号或雷达信号的信号源，需求信号带宽常超出通用信号源的能力范围。经过研究，利用任意波形发生器(AWG)和矢量信号发生器，可以产生满足测试需求的信号。在充分分析通信卫星有效载荷测试需求的基础上，以M8190A和E8267D为硬件平台，使用LABVIEW软件环境搭建出“波形生成与设备控制软件”，形成多路信号产生系统。为验证系统的正确性，模拟产生三种测试情景下的复杂信号，经实验测试分析，所产生信号均满足设计要求。此方案能用于通信卫星有效载荷综合测试中，满足其使用需求。

介绍了基于微波光子技术的射频锯齿波产生技术的应用背景和技术类型。为克服电子波形生成办法的电子瓶颈，以外调制方法作为技术基础，提出了一种基于并联马赫-曾德尔调制器(MZM)的锯齿波生成的新方法。调整MZM直流偏置电压和射频信号幅度，以满足正交偏置点和调制系数的要求，保证经光电平衡二极管后生成的光电流各频率分量特性符合锯齿波函数分解的傅里叶级数。建立了数学仿真模型，进行了实验验证。引入方均根误差对结果进行衡量，并分析了消光比和电压漂流对输出信号性能的影响。结果表明，所提方案灵活，具有优秀的可扩展性，通过简单操作即可完成波形生成和正负斜率切换。

This study proposes a novel scheme of a crosscorrelation frequency-resolved optical gating (X-FROG) measurement for an optical arbitrary waveform (OAW) based on the sum frequency generation (SFG) effect of a periodically poled lithium niobate (PPLN) waveguide. Based on the SFG effect and combined with the principal component generalized projects algorithm on a matrix, the theory model of the scheme is established. Using Matlab, the proposed OAW measurement X-FROG scheme using the PPLN waveguide is simulated and studied. Simulation results show that a rectangular pulse is a suitable gate pulse because of its low errors. Moreover, the increased complexity of OAW and phase mismatch decrease measurement accuracy.

为了观察脉冲在时域上是否产生调制现象, 从而判断其频谱情况, 利用非线性晶体中的OPA (光学参量放大)效应, 提出了一种 OPA-FROG (基于光参量放大的频率分辨光学开关)法光学任意波形测量方案, 该方案结构简单, 易于实现。在MATLAB环境下利用PCGP (主元素广义投影) 算法对测量波形进行恢复, 结果表明, 该方案能够准确地测量光学任意波形的幅度和相位。利用门脉冲选通过程含有增益放大的特点, 可以实现对微弱信号的测量。

Microwave photonics (MWP) is an interdisciplinary field that combines two different areas of microwave engineering and photonics. It has several key features by transferring signals between the optical domain and microwave domain, which leads to the advantages of broad operation bandwidth for generation, processing and distribution of microwave signals and high resolution for optical spectrum measurement. In this paper, we comprehensively review past and current status of MWP in China by introducing the representative works from most of the active MWP research groups. Future prospective is also discussed from the national strategy to key enabling technology that we have developed.