本文關鍵詞：微波信號的光子學生成與傳輸研究

  更多相關文章： 光學倍頻 四波混頻效應(FWM) 光電探測器 非線性效應 二次諧波抑制 相位調制鏈路

【摘要】：伴隨現(xiàn)代科學技術的進步,系統(tǒng)對各種技術的要求日益增高,微波通信與光纖技術的結合并逐漸形成了微波光子學這一新興領域。與傳統(tǒng)電學系統(tǒng)相比,光子學技術具有重量輕、體積小、傳輸損耗小、帶寬大、抗電磁干擾性強等優(yōu)點,在數(shù)據(jù)通信、大功率雷達以及軍事電子對抗方面占有重要地位。其中高質量的微波信號產生對于微波系統(tǒng)尤為重要,微波光子鏈路結合了微波傳輸系統(tǒng)和光纖鏈路系統(tǒng)的優(yōu)勢,在大容量、高帶寬數(shù)據(jù)通信中具有廣泛的應用。本文首先對微波光子學中常用器件及其原理做了簡單介紹,重點介紹了相位調制器、馬赫-曾德爾強度調制器、光電探測器的工作原理,然后對光生微波技術的研究現(xiàn)狀進行了探索,對主流的光生微波方案的工作原理進行了總結,然后簡單介紹了微波光子鏈路的基本內容及衡量鏈路性能的相關指標。其次在對微波倍頻技術的研究基礎上,提出了一種微波信號的光子學生成技術。方案主要利用馬赫-曾德爾強度調制器和四波混頻效應來實現(xiàn)。激光器發(fā)出的光經馬赫-曾德爾強度調制器的強度調制,得到正負一階邊帶,相位相關滿足相位匹配條件,經過四波混頻效應的作用產生新邊帶,通過光濾波器和光環(huán)形器調整光信號的頻譜,得到兩個三階邊帶,利用偏振控制器調節(jié)光譜偏振態(tài),使之偏振態(tài)垂直于首個四波混頻過程的偏振態(tài),反方向進入非線性介質,進行第二次四波混頻,利用了四波混頻的偏振相關性。濾波后保留正負九階邊帶進行拍頻,能夠得到18倍頻的微波信號。該方案將四波混頻效應與外調制技術相結合,在一個非線性介質中實現(xiàn)了兩次四波混頻效應,提高了倍頻因子。最后分析研究了相位調制光纖鏈路的非線性失真的主要內容,在對光電探測器模型進行理論分析后,為降低相位調制光纖鏈路中光電探測器的二階諧波非線性對鏈路性能的影響,通過設計新型的光子鏈路結構,來抑制PD拍頻產生的二次諧波失真,以提升相位調制鏈路性能。方案利用了相位調制器具有兩個偏振軸的特性,通過檢偏器與濾波器來獲得單邊帶的相位調制光譜,同時結合直接檢測技術,有效降低了光電探測器產生的二次諧波的影響。本方案通過調整單邊帶相位調制光譜的偏振態(tài),對光電探測器非線性進行了實驗分析,改善了鏈路性能。
【關鍵詞】：光學倍頻 四波混頻效應(FWM) 光電探測器 非線性效應 二次諧波抑制 相位調制鏈路
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN015
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 研究背景11
• 1.2 微波光子研究熱點11-14
• 1.2.1 微波光子鏈路12-13
• 1.2.2 光生微波信號技術13
• 1.2.3 微波信號的光學處理13-14
• 1.3 研究內容及結構安排14-16
• 第2章 光子學微波產生及傳輸研究16-32
• 2.1 微波光子學基本原理16-22
• 2.1.1 電光轉換16-22
• 2.1.2 光電轉換22
• 2.2 光生微波技術研究現(xiàn)狀22-27
• 2.2.1 直接調制法22-23
• 2.2.2 光外差法23-26
• 2.2.3 光電振蕩器法26-27
• 2.3 微波光子鏈路性能27-31
• 2.3.1 鏈路增益與噪聲28-29
• 2.3.2 非線性失真29-31
• 2.3.3 無雜散動態(tài)范圍31
• 2.4 本章小結31-32
• 第3章 基于MZM和級聯(lián)FWM的光生微波技術研究32-38
• 3.1 基本原理及方案設計32-36
• 3.1.1 載波抑制雙邊帶32
• 3.1.2 四波混頻效應32-34
• 3.1.3 方案設計34-36
• 3.2 仿真分析36-37
• 3.3 本章小結37-38
• 第4章 基于PM光纖鏈路的非線性優(yōu)化研究38-46
• 4.1 基本原理及方案設計38-43
• 4.1.1 PM-IM轉換38-40
• 4.1.2 基于PM的光纖鏈路優(yōu)化方案40-43
• 4.2 實驗及結果分析43-45
• 4.3 本章小結45-46
• 總結與展望46-47
• 致謝47-48
• 參考文獻48-55
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文55

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本文編號：1048803