基于色散光纤的微波光子滤波器研究

作     者：刘鱼勇 

作者单位：浙江大学 

学位级别：硕士

导师姓名：何赛灵

授予年度：2007年

学科分类：080902[工学-电路与系统] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：微波光子滤波器 色散介质 微波信号处理 数值模拟 Matlab编程 

摘      要：本文重点研究了ROF系统中的关键器件——微波光子滤波器，从实用角度出发，分成带陷滤波器、单通滤波器和多通滤波器分别来进行研究。建立了一个基于色散光纤的多波长微波光子滤波器通用理论模型，对各种结构的微波光子滤波器进行了数值模拟，分别研究了光源的波峰间隔、波峰带宽、波峰失配以及色散光纤的长度等参数对于滤波器频率响应的不同影响。通过实验，分别实现了双波长带陷滤波器、基于马赫泽德的连续可调谐单通滤波器和基于超结构光栅的多通滤波器。 通过数值模拟发现基于激光阵列的微波光子滤波器频率响应的旁瓣带宽和主峰带宽之间、一个大周期内旁瓣的个数和激光束的个数之间存在固定的关系，这些发现对于以后滤波器的设计具有很好的指导作用;对于自由频程(FSR)和波长间隔A2的关系进行了研究，推导出了理论公式，实验所得数据与理论曲线符合得很好。 利用马赫泽德干涉仪对宽谱光源进行切割可以实现单通滤波器。本文在前人基础之上，利用光学可调延迟线(OVDL)实现了连续可调谐的单通微波光子滤波器，通带中心频率可调范围在34.1MHz～34.1GHz之间，实验结果发现通带得中心频率和光学可调延迟线之间符合良好的线性关系;此外，还发现了通带具有带宽展宽现象，在理论上对此进行了解释。 超结构光栅(SFBG)具有反射谱的波峰间隔严格相等的优点，在微波光子滤波器中具有独特的应用价值。根据传输矩阵理论，数值模拟出了超结构光栅的反射谱;对于SFBG对宽谱光源(SLED)进行切割下的微波光子滤波器的响应做了模拟研究;并制作出了中心波长在1550nm，波长间隔为1nm的超结构光栅。