基于FBG和耦合器的微波光子濾波器研究.pdf

1、近年來，伴隨著科學技術的迅猛發(fā)展，通信技術對人們生活的影響越來越大，同時人們對信息傳輸?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成為人們追求的新目標。微波光子學便在這樣的背景下應運而生，其中微波光子濾波器(MPF)便是微波光子學應用最廣泛的光學器件，它將光載波通過射頻(RF)信號的調(diào)制直接在光域內(nèi)對微波信號進行濾波處理，具有大帶寬、低損耗、高兼容、可重構、易調(diào)諧和無電磁干擾等優(yōu)點。具有良好的波長選擇性能和

2、濾波特性的光纖布拉格光柵(FBG)，在構建微波光子濾波器方面具有獨特的優(yōu)勢，因而現(xiàn)階段以及未來很長一段時間內(nèi)，基于FBG的微波光子濾波器將是微波光子學領域內(nèi)的研究熱點之一。
　　 本文鑒于FBG獨特的波長選擇特性和濾波性能，結(jié)合光纖耦合器，重點研究了基于FBG和耦合器的微波光子濾波器，并深入分析和考察了該設計的性能特性。
　　 本文主要研究內(nèi)容如下:
　　 首先，分析FBG的結(jié)構和特性，并對多種不同結(jié)構的基于FB

3、G的微波光子濾波器優(yōu)缺點進行比較，在此基礎上對基于FBG和耦合器組成的環(huán)結(jié)構微波光子濾波器的特性進行深入分析。
　　 其次，針對單個均勻光纖光柵Sagnac環(huán)信道隔離度差的缺點，提出級聯(lián)Sagnac環(huán)組成梳狀濾波器的方案。采用Jones矩陣理論分別對單個光纖光柵Sagnac環(huán)和二階、三階級聯(lián)時的頻譜特性進行理論分析，并用Matlab軟件進行數(shù)值仿真。通過三階Sagnac環(huán)級聯(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，對反射放大式RDL帶通濾波器的結(jié)構和特性進行深入研究，該濾波器通過將光信號反射回單一放大的光學循環(huán)延時線(RDL)，從而獲得多個傳播路徑，進而使非常簡單的結(jié)構具有高階帶通濾波器的性能。該