基于受激布里淵散射的寬帶微波光子移相器基礎研究.pdf

1、微波移相器主要用于實現微波信號的相位控制，在相干檢測、電光采樣等系統(tǒng)中有著廣泛應用。近年來，隨著相控陣系統(tǒng)的高速發(fā)展，微波移相器作為其核心部件，要求具有大帶寬、大相移范圍、輸出信號穩(wěn)定、體積小、重量輕等特點，傳統(tǒng)的電子移相器方案已經很難滿足上述需求。微波光子移相器充分利用了光子技術帶寬大、速度快等特點，被認為是解決電子移相器瓶頸的有效技術途徑之一，近年來受到了越來越多的關注。本文對基于受激布里淵散射(SBS)效應的寬帶微波光子移相器進行

2、了研究。通過對光纖中受激布里淵散射效應進行理論分析，研究了布里淵慢光和快光效應的幅頻和相頻特性；提出了一種基于布里淵快/慢光結合的寬帶微波光子移相器方案，建立數學模型對其相移特性進行了理論分析和數值仿真，設計并搭建了實驗平臺；仿真表明該微波光子移相器能夠在100MHz-22GHz頻率范圍內實現相移量360°的連續(xù)調諧，并且具有低功率波動的特點。
　　本研究主要內容包括：⑴對微波移相器的應用進行分析，研究了微波光子移相器的性能，重點

3、研究了基于受激布里淵效應的微波光子移相器研究現狀。⑵通過對布里淵散射原理分析，研究了光纖中的受激布里淵散射過程，并基于波動方程推導了描述光纖中受激布里淵散射效應的光波-聲波耦合方程組。對光纖中布里淵慢光和快光效應進行研究，分析了斯托克斯光在慢光和快光效應過程中的幅頻及相頻特性并進行了數值仿真。⑶研究了光纖中布里淵快/慢光結合的物理過程，并對斯托克斯光的幅頻及相頻特性進行了分析和仿真；基于此過程，提出了一種具有大帶寬、大相移范圍、低增益起

4、伏的微波光子移相器方案；搭建實驗平臺對光纖中的布里淵增益譜進行了測量，實驗驗證了該移相器能對1-4GHz的微波信號實現360°相移；對調頻和調功率兩種相移量控制方法的移相性能進行了研究。⑷對影響相移效果的物理因素進行了研究。實驗結果表明為了使輸出微波信號達到較高的信噪比和較低的功率波動，信號光的邊帶抑制比需要大于30dB且信號光功率應處于1-2mW范圍內；分析了光纖群速度色散對移相效果的影響，并研究了降低群速度色散的方法；此外還研究了泵