基于受激布里淵散射的寬帶微波光子移相器基礎(chǔ)研究.pdf

1、微波移相器主要用于實現(xiàn)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(yīng)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(jīng)很難滿足上述需求。微波光子移相器充分利用了光子技術(shù)帶寬大、速度快等特點，被認(rèn)為是解決電子移相器瓶頸的有效技術(shù)途徑之一，近年來受到了越來越多的關(guān)注。本文對基于受激布里淵散射(SBS)效應(yīng)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(yīng)進行理論分析，研究了布里淵慢光和快光效應(yīng)的幅頻和相頻特性；提出了一種基于布里淵快/慢光結(jié)合的寬帶微波光子移相器方案，建立數(shù)學(xué)模型對其相移特性進行了理論分析和數(shù)值仿真，設(shè)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(nèi)實現(xiàn)相移量360°的連續(xù)調(diào)諧，并且具有低功率波動的特點。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對微波移相器的應(yīng)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(yīng)的微波光子移相器研究現(xiàn)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(dǎo)了描述光纖中受激布里淵散射效應(yīng)的光波-聲波耦合方程組。對光纖中布里淵慢光和快光效應(yīng)進行研究，分析了斯托克斯光在慢光和快光效應(yīng)過程中的幅頻及相頻特性并進行了數(shù)值仿真。⑶研究了光纖中布里淵快/慢光結(jié)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(xiàn)360°相移；對調(diào)頻和調(diào)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(jié)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(yīng)處于1-2mW范圍內(nèi)；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