Optical frequency conversion system of microwave and millimeter-wave signals, as a very important component of microwave photonics study, is mainly applied to Phased Array Radar, Radio over Fiber and Microwave and Millimeter Wave Electronic Measurement, etc. This project carries out in-depth research on two crucial aspects of frequency conversion system: frequency conversion system based on strong optical injection locked lasers and frequency conversion system based on high performance optoelectronic oscillator. On the one hand, this project expands positive investigation on non-linear dynamics characteristics of strong optical injection locked lasers, establishes precise and highly effective theoretical models, and analyzes the intrinsic physical laws. Through optical injection locking technology, high frequency response, high conversion efficiency and large dynamic range optical frequency conversion system of microwave and millimeter-wave is achieved. On the other hand, based on the scientific and research results achieved by our research group on high performance optoelectronics oscillator, the research group analyze the influence exerted by high performance local oscillator to the performance of frequency conversion system. This project creates a new theoretical model in the first place, then carries out quantitative analysis based on precise theoretical model, and at last design and construct frequency conversion system test platform to bring experimental verification on theoretical results.
微波毫米波的光学变频系统作为微波光子学研究领域中非常重要的组成部分,主要应用于相控阵雷达、射频光纤传输、微波毫米波电子测量等领域。本课题围绕光学变频系统中的两个重要方面展开深入研究:基于强光注入锁定激光器结构以及高性能光电混合振荡器的光学变频基础研究。一方面,本项目将对强光注入锁定激光器的非线性动力学规律展开积极探索,建立精确、高效的理论模型,分析其内在物理规律,运用光注入锁定技术实现高频响、高转换效率、大动态范围的微波毫米波信号光学变频系统。在另一方面,基于课题组在高性能光电混合振荡器研究领域的科研成果,分析高性能本振源对变频系统性能的影响。首先创建理论模型,并基于精准的理论模型进行定量分析,最后设计并搭建光学变频系统测试平台,对理论研究结果进行实验验证。
本项目对微波毫米波信号的光学变频方法进行了研究。首先研究了垂直腔面发射激光器强注入锁模机制及60GHz窄带高速直接调制,并通过光学滤波实现60GHz直接光学下变频。其次实现了宽调谐范围以及低相位噪声的光电混合振荡器,实现了创纪录的OEO基频调谐范围(近DC~60GHz),以及-165dBc/Hz(@10kHz offset)的极低相位噪声,并利用其作为本振源实现光学下变频到了1GHz。最后实现了低相位噪声测量的理论和实验研究,并对基于光纤延迟线的鉴频法相位噪声测量进行了深入研究。在项目实施期间,每年参加主流学术会议CLEO,OECC,ACP,ICOCN等,在国际会议上口头报告总计10余次。通过本项目的支持,在国内外核心刊物及重要国际会议发表论文14篇,申请国家发明专利4项。高质量的微波光子下变频将为我国在无线通信、雷达系统以及微波毫米波电子测量等领域的理论与技术发展奠定坚实的基础。
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数据更新时间:2023-05-31
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