Tao Xun 1,2,*Xinyue Niu 1Langning Wang 1,2,**Bin Zhang 1,2[ ... ]Jiande Zhang 1,2
Author Affiliations
Abstract
1 College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2 Nanhu Laser Laboratory, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
Radio frequency/microwave-directed energy sources using wide bandgap SiC photoconductive semiconductors have attracted much attention due to their unique advantages of high-power output and multi-parameter adjustable ability. Over the past several years, benefitting from the sustainable innovations in laser technology and the significant progress in materials technology, megawatt-class output power electrical pulses with a flexible frequency in the P and L microwave wavebands have been achieved by photoconductive semiconductor devices. Here, we mainly summarize and review the recent progress of the high-power photonic microwave generation based on the SiC photoconductive semiconductor devices in the linear modulation mode, including the mechanism, system architecture, critical technology, and experimental demonstration of the proposed high-power photonic microwave sources. The outlooks and challenges for the future of multi-channel power synthesis development of higher power photonic microwave using wide bandgap photoconductors are also discussed.
high-power photonic microwave wide bandgap photoconductive semiconductor devices linear modulation multi-parameter adjustable microwave generation multi-channel power synthesis 
Chinese Optics Letters
2024, 22(1): 012501
作者单位
摘要
荆楚理工学院 数理学院, 荆门 448000
为了研究光注入半导体激光器(SL)产生的光子微波信号的性能, 基于SL的速率方程和光纤布喇格光栅(FBG)滤波理论, 采用数值仿真的方法进行了理论分析, 得到了各种注入参量下的光谱、功率谱和线宽, 并讨论了反馈参量对微波线宽的影响, 考虑到光注入下产生的微波线宽较宽, 进一步引入FBG光反馈窄化了微波信号的线宽。结果表明, 当SL仅在光注入作用下时, 通过改变注入参量, 可实现微波频率连续可调谐和微波强度最大化; 微波线宽随着反馈强度的增加逐渐变窄, 通过适当调节反馈参量可将微波线宽压缩到10kHz以下。该研究结果可为半导体激光器在光生微波中的应用提供一定的理论参考。
非线性光学 光子微波 光注入 光纤布喇格光栅 单周期 nonlinear optics photonic microwave optical injection fiber Bragg grating period one 
激光技术
2022, 46(4): 573
作者单位
摘要
北京大学 区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室, 北京 100871
低相位噪声微波信号在通信、雷达、时频计量、深空探测等领域中不可或缺,光子学微波信号产生近年来发展快速,有望在载波频率、调谐性、相噪、可集成、功耗等多个方面突破传统电子学微波信号产生瓶颈。早期的光生微波系统复杂,激光器以及相关稳定设备体积庞大,难以在实验室以外的场所应用。近年来,基于微谐振腔的光学频率梳的迅速发展,凭借其低损耗、小体积、强稳定的优势,基于微腔光梳的微波光子学应用吸引了研究者们的广泛关注,其中基于微腔光梳的光生微波系统得到深入研究。文中将综述国内外近10年来基于微腔光梳的低相噪微波信号产生发展状况,并对基于微腔光梳的光生微波系统在未来应用中的主要挑战与发展趋势作以展望。
光频梳 光生微波 相位噪声 optical frequency combs photonic microwave signal generation phase noise 
红外与激光工程
2022, 51(5): 20220236
Yifei Duan 1,2Yafeng Huang 1,2Yanli Li 1,2Yating Wang 1,2[ ... ]Tang Li 1,*
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Quantum Optics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China
3 University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai 200093, China
4 Shanghai Key Laboratory of Solid-State Laser and Application, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China
We demonstrate an all-fiber-based photonic microwave generation with 10-15 frequency instability. The system consists of an ultra-stable laser by optical fiber delay line, an all-fiber-based “figure-of-nine” optical frequency comb, a high signal-to-noise ratio photonic detection unit, and a microwave frequency synthesizer. The whole optical links are made from optical fiber and optical fiber components, which renders the whole system compactness, reliability, and robustness with respect to environmental influences. Frequency instabilities of 3.5×10-15 at 100 s for 6.834 GHz signal and 4.3×10-15 at 100 s for 9.192 GHz signal were achieved.
ultra-stable laser optical frequency comb photonic microwave generation 
Chinese Optics Letters
2022, 20(2): 021406
卢冰 1,2邹喜华 1,*
作者单位
摘要
1 西南交通大学 信息科学与技术学院,四川 成都 611756
2 重庆邮电大学 信息与通信工程学院,重庆 400065
微波信号检测是电子信息领域的关键技术,广泛应用于通信、雷达、电子战。随着新一代信息技术的快速发展,现有的微波测量系统面临着速率和带宽瓶颈。微波光子学技术融合了微波和光波技术各自优势,具有大带宽、低损耗、抗电磁干扰等优势,文中围绕微波光子检测,特别是微波光子信号的频率测量方案,如频率-幅度映射型、频率-时间映射型、光信道化型等,介绍与分析国内外现状与发展动态,并对现有微波光子测量面临的问题和下一步发展方向进行了简单总结。
微波光子学 微波光子检测 光电信号处理 microwave photonics photonic microwave measurements optical and electrical signal processing 
红外与激光工程
2021, 50(7): 20211044
作者单位
摘要
1 广东工业大学 信息工程学院, 广州 510006
2 中通服建设有限公司, 广州 510095
提出一种倍频因子连续可调,且相位连续变化的微波光子移相系统.系统主要由两个集成双偏振双平行马赫增德尔调制器组成,在不使用光滤波器的情况下,调节双平行马赫曾德尔调制器及相位调制器的射频驱动和直流偏置电压,生成二倍频,三倍频,…,六倍频微波信号,同时实现输出微波信号相位0~360°连续可调.仿真结果表明,当射频信号频率为10 GHz时,可分别产生频率为20、30、40、50、60 GHz的微波信号.调节相位调制器的直流偏置电压与半波电压比值从-1到1变化时,对应微波信号的相位从-180°到180°变化.此外,分析了调制器消光比对输出微波信号光载波抑制比和电杂散抑制比的影响,以及90°电桥相位平衡对微波信号相位漂移和幅度波动的影响.
微波光子移相器 倍频 无光滤波 双偏振双平行马赫曾德尔调制器 相位调制器 Photonic microwave phase shifter Multiple-frequency No optical filter Dual-polarization dual-parallel Mach-Zehnder modulator Phase modulator 
光子学报
2020, 49(6): 0606001
作者单位
摘要
西南大学 物理科学与技术学院, 重庆 400715
结合光注入半导体激光器的单周期动力学态与光电环路, 提出了一种可获得频率大范围可调、窄线宽的光子微波信号的方案并进行了实验研究.结果表明, 光注入半导体激光器在一定条件下能够实现单周期振荡, 且光子微波信号的频率在8~67 GHz范围内连续可调; 在合适的注入参数下, 获得了频率为24.3 GHz且光谱具有单边带结构的光子微波信号; 通过引入光电环路结构, 能够有效地将该光子微波的线宽由8.6 MHz压缩至30 kHz, 并获得了40 dB以上的信噪比.
非线性光学 微波光子学 光注入 半导体激光器 单周期振荡 光子微波 光电环路 窄线宽 可调谐 Nonlinear optics Microwave photonics Optical injection Semiconductor laser Period-one oscillation Photonic microwave Optoelectronic loop Narrow linewidth Tunable 
光子学报
2018, 47(1): 0114003
作者单位
摘要
吉林大学 电子科学与工程学院 集成光电子学国家重点实验室, 长春 130012
提出了一种基于受激布里渊散射效应的瞬时频率测量方法.未知信号经过强度调制作为泵浦光, 矢量网络分析仪产生的信号经过相位调制作为扫描信号光, 当泵浦光和扫描信号光之间满足相位匹配条件时, 受激布里渊散射效应发生并实现相位调制到强度调制的转换, 未知信号的频率被测量.实验验证可以测量0.5 GHz-27 GHz的微波信号的频率, 最大误差小于20 MHz.
微波光子学 瞬时频率测量 光子微波测量 相位调制 受激布里渊散射 Microwave photonics Instantaneous frequency measurement Photonic microwave measurement Phase modulation Stimulated Brillouin scattering 
光子学报
2017, 46(12): 1226001
作者单位
摘要
西南大学 物理科学与技术学院, 重庆 400715
基于1 550 nm垂直腔面发射激光器在平行偏振光注入下呈现的单周期非线性动力学状态, 进一步引入光电负反馈, 得到了高质量的微波信号.实验研究结果表明: 平行偏振光注入下, 通过调节注入光的注入强度及频率, 1 550 nm垂直腔面发射激光器可呈现注入锁定、单周期、倍周期、混沌等多种非线性动力学状态; 在合适的注入参量下, 平行偏振光注入1 550 nm垂直腔面发射激光器可产生光谱具有单边带结构、频率超过10 GHz的光子微波信号, 但该微波信号的线宽较宽(达MHz量级); 进一步引入光电负反馈后, 通过选取合适的光电反馈强度, 可将该微波信号的线宽减小至一百多kHz(减小两个量级以上); 在选择优化的反馈强度条件下, 仅通过简单调节注入光强度, 可实现窄线宽光子微波信号的频率在一定范围内连续可调谐.
非线性光学 半导体激光非线性动力学 实验技术 垂直腔面发射激光器 光子微波 光注入 光电负反馈 Nonlinear optics Nonlinear dynamics of semiconductor lasers Experimental technique Vertical-cavity surface-emitting laser Photonic microwave Optical injection Optoelectronic negative feedback 
光子学报
2017, 46(3): 0314001
作者单位
摘要
1 解放军理工大学通信工程学院, 江苏 南京 210007
2 沈阳军区军训器材研究所, 辽宁 沈阳 110035
提出了一种新型的基于重构等效啁啾(REC)超结构光纤光栅的可调谐微波光子滤波器的结构。根据REC技术, 利用同一块均匀相位掩模板可以灵活地设计制作出具有不同斜率的线性群时延的光纤光栅。作为有限冲击响应(FIR)滤波器的抽头延时单元, 不同光纤光栅之间群时延的差值决定了滤波器的自由频程(FSR)。通过改变可调谐激光器的输出波长来选择不同的抽头间时延差从而达到调谐FSR目的。仿真结果表明, 该滤波器可以实现中心频率从21 GHz到33 GHz的连续可调。事实上, 由于REC技术的灵活性, 在理论上对于任意给定的频段和调谐范围, 这种新型的滤波器结构都能够实现。
光栅 微波光子滤波器 超结构光纤光栅 重构等效啁啾 调谐 
中国激光
2008, 35(s2): 250

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