光与无线融合的光波导接收器件原理与关键科学问题研究

This project aims at integration with the wireless optical waveguide receive basic theories and principles of research. Broadband microwave Photonic receiver devices, research on low-loss, high stability, high electro-optic coefficients of microwave waveguide receiver design theory and its physical mechanism. Establish the kinetics and theoretical model of the interaction between microwave and light wave theory. Complex heterogeneity, nonlinear and anisotropic media in the microwave photonic structure and carry out the study of the electromagnetic field characteristics of broadband microwave. Establish a more complete receiver structure on the complexity of microwave photons of electromagnetic theory. The development of microwave photonic receiver simulation tools to guide the experimental process improvements. Study on microwave signal optical information processing technology. The establishment of theoretical model based on photonic time-domain signal processing microwave frequency domain signal. The proposed ultra-wideband, high sensitivity, high-quality factor, light weight, small volume of the microwave signal optical information processing. .This topic is not only closely dependent on the theories of physics, chemistry, materials science, and also involves many disciplines of microelectronics, photonics technology. It is a discipline are strong cross-cutting and comprehensive, and potential growth areas. Develops this domain the foundation topic research, may lead the massive concept brand-new function component development, has the important value in academic and the application.

本项目拟在光与无线融合的微波光子接收的基础理论和器件原理等方面开展研究，针对宽带微波光子接收器件的特点，研究低损耗、高电光系数、高稳定性的微波光子接收器的设计理论与物理机制，建立动力学方程及理论模型，提出微波和光波相互作用理论。针对复杂微波光子结构中介质的非均匀性、非线性和各向异性，开展宽带微波电磁场特性的研究，建立较为完整的关于复杂微波光子接收器结构的电磁理论，开发微波光子接收器仿真工具，指导实验工艺的改进。研究微波信号光信息处理技术，建立基于光子时域信号处理微波频域信号的理论模型，提出超宽带、高灵敏度、高品质因数、轻质化、小体积的微波信号光信息处理方法。.本课题不仅密切依赖于物理学、化学、材料学等理论，还涉及微电子技术、光电子技术等多个学科，是一项学科交叉性和综合性都很强、且极具发展潜力的领域，开展该领域的基础课题研究，可带动大量概念全新的功能器件开发，在学术和应用上具有重要的价值。

光传输和微波传输是当前传输系统的两大核心技术，光纤通信具有损耗低，抗电磁干扰，超宽带，易于在波长、空间、偏振上复用等很多优点。随着容量传输速率的不断提高，光纤系统需要在光发射和接收机中采用微波技术。无线通信容量需求的增加，微波技术也在迅速发展。微波通信能够在任意方向上发射、易于构建和重构，实现与移动设备的互联。光电子学和光纤通信技术的迅速崛起和微波技术的发展，使得原本各自独立的两门学科越来越紧密结合起来，微波和光波的有机结合产生了强大的生命力。微波光子接收器件在在超宽带无线移动通信、光控相控雷达、微波毫米波传感、微波毫米波信号处理等多个领域具有极大的需求前景。.项目的主要研究内容是以光与无线融合的微波光子接收的基础理论和器件原理等方面为研究主线，针对宽带微波光子接收器件的特点，研究了低损耗、高电光系数、高稳定性的微波光子接收器的设计理论与物理机制，包括新型M-Z电光调制器结构的理论研究、建立了动力学方程及理论模型，开发了器件设计与仿真系统软件。通过对光波导微波光子接收器研制、优化以及测试的若干关键技术的研究，实现了微波和光波的有机结合。分析研究了微波和光波相互作用理论。针对复杂微波光子结构中介质的非均匀性、非线性和各向异性，开展了宽带微波电磁场特性的研究，建立了较为完整的关于复杂微波光子接收器结构的电磁关系。研究了微波信号光信息处理技术，建立了基于光子时域信号处理微波频域信号的理论模型，提出超宽带、高灵敏度、高品质因数、轻质化、小体积的微波信号光信息处理方法。.本课题不仅密切依赖于物理学、化学、材料学等理论，还涉及微电子技术、光电子技术等多个学科，是一项学科交叉性和综合性都很强、且极具发展潜力的领域，开展该领域的基础课题研究，可带动大量概念全新的功能器件开发，在学术和应用上具有重要的价值。