發(fā)布時間：2018-02-03 22:30

  本文關(guān)鍵詞： 微波光子學(xué) 光生微波信號 移相器 馬赫澤德調(diào)制器　出處：《華中科技大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：隨著光電技術(shù)的迅速發(fā)展，微波技術(shù)和光子技術(shù)的相互轉(zhuǎn)換和融合日趨緊密。光域生成高頻的微波信號源，憑借著其高穩(wěn)定性，低成本、結(jié)構(gòu)簡單、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢，已經(jīng)成為微波光子學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。與此同時，基于光子學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)微波相移器的研究也在如火如荼的進(jìn)行中。同時實(shí)現(xiàn)頻率和相位均可靈活調(diào)諧的高頻微波信號，是光載射頻通信中的核心技術(shù)之一，在光纖通信系統(tǒng)正在朝著超高速率、超大容量以及超長距離的方向發(fā)展的當(dāng)今社會有著極大的實(shí)際應(yīng)用價值。本論文聚焦于基于MZM（馬赫澤德調(diào)制器）的邊帶調(diào)制技術(shù)，對光生微波四倍頻信號進(jìn)行了詳盡的分析。同時結(jié)合核心器件可編程光濾波器，對相位360o可調(diào)諧的四倍頻微波光子發(fā)生器做出了深入的研究。主要工作內(nèi)容如下： (1)從理想對稱MZM的物理結(jié)構(gòu)出發(fā)，分析了其工作原理。對基于MZM的邊帶調(diào)制技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的公式推導(dǎo)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步對外調(diào)制法生成倍頻微波信號技術(shù)給出了理論依據(jù)。 (2)研究并探討了不對稱MZM的物理結(jié)構(gòu)對其邊帶調(diào)制效應(yīng)的影響，對不對稱MZM結(jié)構(gòu)中的實(shí)際物理參數(shù)進(jìn)行了研究和分析，通過仿真對比說明了物理參數(shù)的改變對MZM邊帶調(diào)制效果的影響。在仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上，對基于不對稱MZM的邊帶調(diào)制的工作原理進(jìn)行了公式的推導(dǎo)，，對仿真結(jié)果進(jìn)行了理論上的驗(yàn)證。 (3)提出了一種光域上產(chǎn)生相位可調(diào)的四倍頻微波信號的方案。對其中的核心器件可編程濾波器的物理本質(zhì)和工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的說明，并深入分析和討論了符合本實(shí)驗(yàn)方案的可編程濾波器的關(guān)鍵參數(shù)的最優(yōu)化設(shè)置。依據(jù)提出的實(shí)驗(yàn)方案，展開實(shí)實(shí)驗(yàn)，利用實(shí)驗(yàn)結(jié)果對實(shí)驗(yàn)方案的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。分別對實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的微波信號移相性能和微波信號的倍頻性能進(jìn)行了詳細(xì)的分析和評估。并提出本實(shí)驗(yàn)方案能夠支持多波長并行工作模式，并進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)，說明了其支持多波長操作的可行性。
[Abstract]:With the rapid development of optoelectronic technology, the conversion and fusion of microwave technology and photonic technology are becoming more and more close. The high-frequency microwave signal source is generated in the optical domain by virtue of its high stability, low cost and simple structure. The strong anti-electromagnetic interference ability has become a hot spot in the field of microwave photonics, and at the same time, it has become a hot spot in the field of microwave photonics. The research of microwave phase shifter based on photonics is in full swing. It is one of the core technologies of optical RF communication to realize high frequency microwave signal with flexible tuning of frequency and phase at the same time. The optical fiber communication system is moving towards ultra-high rate. The development of ultra-large capacity and ultra-long distance in today's society has great practical value. This paper focuses on the MZM (Mahzede Modulator) based sideband modulation technology. A detailed analysis of the photonic microwave quadruple frequency signal is carried out. At the same time, the programmable optical filter is combined with the core device. The phase 360o tunable fourth harmonic microwave photonic generator is studied. The main work is as follows: 1) based on the physical structure of ideal symmetric MZM, the working principle is analyzed, and the formula of sideband modulation based on MZM is deduced in detail. On this basis, the theoretical basis of generating frequency doubling microwave signal by external modulation method is given. The influence of the physical structure of asymmetric MZM on the sideband modulation effect is studied and the actual physical parameters in asymmetric MZM structure are studied and analyzed. The effect of the change of physical parameters on the effect of MZM sideband modulation is explained by simulation. On the basis of the simulation results, the working principle of the sideband modulation based on asymmetric MZM is deduced. The simulation results are verified theoretically. In this paper, a scheme of generating four-frequency microwave signal with adjustable phase in optical domain is presented. The physical essence and working principle of the core device programmable filter are described in detail. The optimization of the key parameters of the programmable filter in accordance with the experimental scheme is analyzed and discussed in depth. According to the proposed experimental scheme, the actual experiment is carried out. The feasibility of the experimental scheme is verified by the experimental results. The phase shift performance of the microwave signal and the frequency doubling performance of the microwave signal are analyzed and evaluated in detail. Multi-wavelength parallel mode. The feasibility of supporting multi-wavelength operation is demonstrated by a preliminary experiment.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM935

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本文編號：1488526