光纤光栅在微波光子学中的应用

【摘要】：微波光子学是一门集合了微波技术和光通信优势的交叉学科,利用光子学的办法处理微波信号,具有传输损耗低、带宽高、抗干扰能力强等优点。光纤光栅的出现,因其频谱的多样性和应用的灵活性,已成为微波光子学应用中一个重要的光纤器件,它在光载无线系统、微波/毫米波信号源、光控相控阵天线、光子微波信号处理等多个领域具有很好的应用前景。本论文主要研究的是光纤光栅在微波光子学中的应用： 基于π-相移光纤Bragg光栅改善RoF链路性能。使用窄线宽的相移光纤光栅作为光滤波器抑制光载波改善RoF链路性能。载波抑制后,链路增益和噪声系数提高了17dB,动态范围也得到了明显提高,得到的射频功率曲线在4-14 GHz范围内浮动不超过2 dB。 基于窄带光纤光栅和布里渊掺铒光纤激光器来实现60 GHz毫米波。布里渊光纤激光器产生第n阶斯托克斯光,经过窄带光纤光栅滤波以后,与泵铺光一起送到高速光电探测器上拍频,得到了毫米波信号,该方法无需外部微波信号源。 基于π-相移光纤Bragg光栅实现可调谐超宽带陷波滤波器。滤波器的3 dB通带在3.1～10.6 GHz,陷波中心波长在5.5 GHz附近,最大的陷波点功率减少了25 dB以上,有效减少了与IEEE802.11a无线通信之间的信号干扰。 基于光纤光栅和相位调制器进行实时频率测量,光调制信号的载波位于光纤光栅斜边的不同位置时,得到了不同的微波功率,通过频率与功率的映射关系得到微波信号的频率。系统仅需要一个光纤光栅,简化了实验结构,且提高了频率可测量范围和精度。相比强度调制器,相位调制器插入损耗小,而且不需要直流偏置,系统更加稳定。