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    基于電光外調制的高倍頻微波信號光子學生成分析與實驗.pdf 53頁

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    • 上傳作者 hp20083(上傳創作收益人)
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    西南交通大學碩士學位論文主要工作(貢獻)聲明 本人在學位論文中所做的主要工作或貢獻如下: 1.提出并研究了一種基于級聯調制器結構和四波混頻效應的24倍頻微波信號生成方 案。首先理論分析了當兩個級聯調制器位于不同的偏置點時不同倍頻因子微波信號 的生成,并進行了仿真驗證;其次,根據級聯調制器結構產生的眾多邊帶是相位相 關的這一特性,借助高非線性光纖實施四波混頻,獲得了更高次的諧波分量:最后, 的低頻微波驅動信號,成功觀測到了邊帶間距為24倍低頻驅動信號頻率(264GHz, 276GHz和288GHz)的光譜。 2.進而研究了基于偏振調制器的倍頻原理及倍頻信號生成方案。理論分析了偏振調制 器的調制特性,數值研究了大信號調制下偏振調制器輸出的各階諧波功率與調制深 度的關系,并進一步通過數值分析找出了一個最優的調制深度,使得經偏振片輸出 的所有偶數階光分量中四階光分量的功率最大;在此基礎上提出了一種基于單個偏 振調制器的八倍頻微波信號生成結構,進而結合光交錯濾波器的周期濾波特性,在 50GHz,100~150GHz, 實驗中獲得了四個連續可調的微波頻段(50~75GHz,125~1 250~300GHz)對應的光域實驗結果。 本人鄭重聲明:所呈交的學位論文,是在導師指導下獨立進行研究工作所得的成 果。除文中已經注明引用的內容外,本論文不包含任何其他個人或集體己經發表或撰 寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻的個人和集體,均已在文中作了明確說明。 本人完全了解違反上述聲明所引起的一切法律責任將由本人承擔。 ^_一r 學位論文作者簽名:閣J致 日期:印,中,s、77 西南交通大學碩士研究生學位論文 第1頁 事葡 要 近年來,隨著電子戰、雷達以及下一代通信等應用中采用的微波頻段節節攀升, 傳統電域的微波產生方法由于受到“電子瓶頸”的制約,難以獲得高頻微波信號,微波 光子學的發展為微波生成技術提供了一種新的思路。利用光子學技術生成微波信號, 其頻率高,穩定性和可調諧性更好。本文主要就微波信號的光子學產生方法展開理論 和實驗研究,主要工作如下: (1)首先介紹了馬赫曾德爾電光調制器(Mach.Zehnder 理和調制特性,從小信號調制和大信號調制兩個方面詳細分析了MZM調制器的調制 特性,進而探索了利用級聯調制器結構生成4、6、8倍頻微波信號的原理。基于理論 分析及相關實驗結果表明基于外調制的倍頻方案能夠借助低頻電驅動信號得到高頻微 波信號,可調諧性和穩定性好。 (2)提出了一種基于級聯調制器和四波混頻效應的24倍頻微波信號產生方法,并展 開理論與實驗研究。該方案采用兩個MZM級聯的結構,在大信號調制下,利用調制 非線性產生多個諧波分量,然后通過調節調制深度和調制信號的初始相位,在無需濾 波的情況下能夠得到兩個光邊帶信號;同時結合高非線性光纖的三階超快非線性作用, 實現了更高次諧波分量的產生,經過濾波得到了拍頻所需的兩個12階光邊帶。文中通 過搭建仿真與實驗系統,當驅動信號的頻率在11~12GHz調節時,成功地獲得了頻率 問隔為264~288GHz的高頻微波信號對應的光譜,仿真結果顯示拍頻后的諧波抑制效 果均達到了35dB。 (3)提出了一種基于單個偏振調制器(Polarization 的八倍頻微波信號產生方法,并展開理論與實驗研究。在大信號調制下,由于偏振調 制器的調制非線性會產生多個高次諧波分量,通過調節偏振控制器,使得偏振片僅輸 出偶數階諧波分量;通過選取合適的調制深度,使得光功率主要集中在四階邊帶上, 然后采用光交錯濾波器進一步濾除光載波及其它高次諧波(雜波)。文中利用MATLAB 仿真繪制出了調制后產生的各次諧波分量的功率和調制深度的關系曲線,分析并找出 了使雜波功率最小的調制深度值;同時利用光交錯濾波器的濾波特性,設計了兩種濾 波方案,通過選用25GHz和50GHz兩種不同信道間隔的光交錯濾波器,使得

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