文档介绍：项目名称:
新型宽带大动态毫米波器件及应用中的微波光子学基础研究
首席科学家:
郑小平清华大学
起止年限:
2012年1月-2016年8月
依托部门:
教育部
一、研究内容
围绕三个关键科学问题,对六项内容展开研究:

(1)光频梳新原理与新方法研究
研究以较低频率的微波调制信号通过电光调制变换产生宽带光谱的新方法。研究激光器相位噪声与微波信号的相互作用机理,揭示光源相位噪声对输出谱线相位影响的内在规律;探索进一步增大输出光谱可利用带宽的新方法。
(2)光学非线性光频谱扩展与光频梳稳定的机制研究
将基于非线性光学理论,研究多谱线光谱扩展与稳定的方法。研究高功率密度的多光频分量在高非线性器件中的相互作用机理,揭示非线性过程对频谱相位噪声影响的内在规律;研究高转换效率的非线性光谱展宽技术和相关器件的实现方法;研究反馈控制回路特性、光腔稳定方法等对频谱噪声、抖动等特性的影响,探索获得高稳定度带宽光谱输出的新方法。
(3)全光频域信号变换机制对光生毫米波信号保真度的作用研究
研究全光频域信号变换中的信号失真与混叠机理;研究空域光束分布及变换方式等对波形失真影响的机理。
2. 光波相位控制机理与毫米波稳相传输
(1)毫米波光纤传输中相位噪声的形成与演化过程研究
研究光纤色散、非线性、偏振效应与毫米波相位噪声之间的物理关联性,揭示毫米波光纤传输中相位噪声的形成与演化机理,为毫米波传输相位噪声的控制提供依据。
(2)光纤传输的时域非互易性规律及其对稳相精度的影响研究
探索基于时域非互易的光纤传输稳相理论,研究非互易性控制方法。重点
研究光纤相位扰动互易性与光纤物理参数之间的规律;研究高精度、大范围的光波相位误差检测理论和方法,创建基于光波相位误差检测的光纤传输相位测量系统;探索新型的相位校正理论和方法。
(3)毫米波相位控制机制与毫米波光子移相器的研究
光波相位与毫米波相位之间的相互作用和控制机制,研究基于光波相位控制的毫米波光子相位控制方法;研制相应的毫米波光子移相器。
(4)相位误差检测机制与光波、毫米波鉴相器的研究
研究毫米波鉴相精度与非线性混频效率和激光相位噪声之间的物理关联性,研究基于光学非线性效应的毫米波相位误差检测机制;研制高精度的毫米波光子鉴相器。
-毫米波频谱转换理论与宽带毫米波的动态可重构信号处理
(1)光载毫米波信道化滤波器的原理与方法
研究PS-FBG的结构、提高PS-FBG通带和截止带之间过渡带斜率的工艺。面向频率覆盖至300GHz及以上频段,研究增强PS-FBG透过谱带宽的理论与工艺。研究基于上述成果的平面波导结构与实现方法。
(2)突破高Q、可重构矛盾的毫米波光子滤波器的新原理与新方法
研究光子IIR滤波器的可调谐性与可重构性;研究IIR滤波器串联时相干串扰消除的理论与方法;研究扩展自由谱区的理论与方法。
(3)基于动态可重构毫米波滤波器的链路色散补偿原理与方法
研究光子器件色散对毫米波性能的影响规律,研究滤波器光波-毫米波的色散关系模型;研究利用滤波器动态特性进行色散补偿的机制与方法。
(4)宽带毫米波光子器件非线性补偿原理与方法
研究利用滤波器动态特性进行非线性失真控制的机制与方法;探索新的物理思路与频谱控制方式,研究对毫米波进行色散与非线性共同补偿的原理与方法。

(1)光域频谱隔离和延时调控机理研究
研究光域隔离不同功能毫米波光子器件的原理;研究基于光谱隔离的宽带光谱调谐原理与方法;研究支持毫米波光子器件功能集成的、基于色散的宽谱信号真延时调控机制与实现方法。
(2)光子器件的色散对毫米波真延时的影响研究
研究光谱调谐过程中毫米波光信号的转换规律,研究宽光谱毫米波信号经过色散光器件后延时随毫米波频率的变化规律;研究消除高阶色散影响的机理与改善延时频率平坦度的方法。
(3)毫米波光子延时器延时精度改善的物理机制研究
研究光子色散器件(光纤光栅、光子晶体光纤、光学谐振环)的色散特性与时延抖动产生、演变和抑制机理;研究降低噪声的光谱优化方法;研究新型的光真时延材料与结构,研究其品质因数、阻带宽度及不同调制格式等多种因素对时延抖动的影响,研究器件多种参数联合优化的策略与方法,实现高精度、可控性强的毫米波延时器。
-毫米波信号大动态范围转换机理与器件
(1)光电噪声的演化规律、压缩方法及其对链路最小可探测功率的物理制约研究
研究光毫米波链路各种光电噪声产生与演化过程中的统计规律,探索噪声对链路最小可探测功率的物理制约机理,探讨在上变频过程中通过光频谱设计降低相对光强度噪声的方法;在下变频过程中
,研究基于相干平衡