基于FBG和耦合器的微波光子濾波器研究.pdf

1、近年來，伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，通信技術(shù)對(duì)人們生活的影響越來越大，同時(shí)人們對(duì)信息傳輸?shù)囊笠苍絹碓礁?，更大容量、更高頻率利用率、更小衰減以及更低成本的通信技術(shù)成為人們追求的新目標(biāo)。微波光子學(xué)便在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生，其中微波光子濾波器(MPF)便是微波光子學(xué)應(yīng)用最廣泛的光學(xué)器件，它將光載波通過射頻(RF)信號(hào)的調(diào)制直接在光域內(nèi)對(duì)微波信號(hào)進(jìn)行濾波處理，具有大帶寬、低損耗、高兼容、可重構(gòu)、易調(diào)諧和無電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)。具有良好的波長(zhǎng)選擇性能和

2、濾波特性的光纖布拉格光柵(FBG)，在構(gòu)建微波光子濾波器方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因而現(xiàn)階段以及未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，基于FBG的微波光子濾波器將是微波光子學(xué)領(lǐng)域內(nèi)的研究熱點(diǎn)之一。
　　 本文鑒于FBG獨(dú)特的波長(zhǎng)選擇特性和濾波性能，結(jié)合光纖耦合器，重點(diǎn)研究了基于FBG和耦合器的微波光子濾波器，并深入分析和考察了該設(shè)計(jì)的性能特性。
　　 本文主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　 首先，分析FBG的結(jié)構(gòu)和特性，并對(duì)多種不同結(jié)構(gòu)的基于FB

3、G的微波光子濾波器優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，在此基礎(chǔ)上對(duì)基于FBG和耦合器組成的環(huán)結(jié)構(gòu)微波光子濾波器的特性進(jìn)行深入分析。
　　 其次，針對(duì)單個(gè)均勻光纖光柵Sagnac環(huán)信道隔離度差的缺點(diǎn)，提出級(jí)聯(lián)Sagnac環(huán)組成梳狀濾波器的方案。采用Jones矩陣?yán)碚摲謩e對(duì)單個(gè)光纖光柵Sagnac環(huán)和二階、三階級(jí)聯(lián)時(shí)的頻譜特性進(jìn)行理論分析，并用Matlab軟件進(jìn)行數(shù)值仿真。通過三階Sagnac環(huán)級(jí)聯(lián)微波光子濾波器，獲得了0.8nm的通道間隔和0.1nm

4、的光譜半高寬度(FWHM)，并使FWHM在相同信道間隔下降低為單個(gè)光纖光柵Sagnac環(huán)的四分之一，從而有效提高了系統(tǒng)信道隔離度，獲得了同時(shí)兼具均勻通帶間隔、信道隔離度高、光譜半高寬度窄的梳狀濾波器，大大提高了微波光子濾波器的性能。
　　 最后，對(duì)反射放大式RDL帶通濾波器的結(jié)構(gòu)和特性進(jìn)行深入研究，該濾波器通過將光信號(hào)反射回單一放大的光學(xué)循環(huán)延時(shí)線(RDL)，從而獲得多個(gè)傳播路徑，進(jìn)而使非常簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)具有高階帶通濾波器的性能。該