基于光子学技术的相位可调谐倍频微波信号发生器的研究

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1、分类号学号M201172900学校代码10487密级硕士学位论文基于光子学技术的相位可调谐倍频微波信号发生器的研究学位申请人：李卉梓学科专业：光学工程指导教师：刘德明教授答辩日期：2014.1.13万方数据ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringPhotonicGenerationofFrequency-quadrupledMicrowaveSignalwithTunablePha

2、seShiftCandidate:HuiziLiMajor:OpticalEngineeringSupervisor:Prof.DemingLiuHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确

3、方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技

4、大学硕士学位论文摘要随着光电技术的迅速发展，微波技术和光子技术的相互转换和融合日趋紧密。光域生成高频的微波信号源，凭借着其高稳定性，低成本、结构简单、抗电磁干扰能力强等优势，已经成为微波光子学领域研究的热点。与此同时，基于光子学技术实现微波相移器的研究也在如火如荼的进行中。同时实现频率和相位均可灵活调谐的高频微波信号，是光载射频通信中的核心技术之一，在光纤通信系统正在朝着超高速率、超大容量以及超长距离的方向发展的当今社会有着极大的实际应用价值。本论文聚焦于基于MZM（马赫泽德调制器）的边带调制技术，对光生微波四倍频信号进行

5、了详尽的分析。同时结合核心器件可编程光滤波器，对相位360º可调谐的四倍频微波光子发生器做出了深入的研究。主要工作内容如下：(1)从理想对称MZM的物理结构出发，分析了其工作原理。对基于MZM的边带调制技术进行了详细的公式推导，在此基础上进一步对外调制法生成倍频微波信号技术给出了理论依据。(2)研究并探讨了不对称MZM的物理结构对其边带调制效应的影响，对不对称MZM结构中的实际物理参数进行了研究和分析，通过仿真对比说明了物理参数的改变对MZM边带调制效果的影响。在仿真结果的基础上，对基于不对称MZM的边带调制的工作原理进行

6、了公式的推导，对仿真结果进行了理论上的验证。(3)提出了一种光域上产生相位可调的四倍频微波信号的方案。对其中的核心器件可编程滤波器的物理本质和工作原理进行了详细的说明，并深入分析和讨论了符合本实验方案的可编程滤波器的关键参数的最优化设置。依据提出的实验方案，展开实实验，利用实验结果对实验方案的可行性进行了验证。分别对实验系统的微波信号移相性能和微波信号的倍频性能进行了详细的分析和评估。并提出本实验方案能够支持多波长并行工作模式，并进行了初步的实验，说明了其支持多波长操作的可行性。关键词：微波光子学光生微波信号移相器马赫泽德

7、调制器I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentoftheoptoelectronictechnique,themixingandinterconversionbetweenphotonicstechnologyandmicrowavetechnologyhavebecomeincreasinglyclosely.Withtheoutstandingcharacteristicssuchashighstability,lowcost,simplestructureandimmun

8、itytoelectromagneticinterference,thephotonichighfrequencymicrowavesignalgenerationhasbecometheresearchtopicofmicrowavephotonics.Meanwhile,researchershav