基于LTCC工艺的YIG调谐滤波器小型化驱动器

提出了一种YIG调谐滤波器专用、基于低温共烧陶瓷(LTCC)工艺的小型化驱动器,其采用系统化封装SIP方案,体积缩小至常规小型化驱动器的1/4,以LTCC工艺技术制作的陶瓷基板为主载板、氮化铝基板为大功率元件载板,通过高密度SIP集成电容、电阻、集成电路裸芯的方式,实现驱动器的小型化。通过对基板特性分析、热源的计算与仿真、电流温度补偿,有效解决了小型化驱动器的电流温度漂移,使其电流温度漂移小于±0.5 mA,驱动器对YIG调谐器件(滤波器调谐灵敏度为20 MHz/mA)的频率温度漂移影响值小于±10 MHz,满足了YIG调谐器件的小型化驱动需求。

基于射频技术的声光可调滤波器稳频优化

为解决声光可调滤波器稳频过程中工作频率和稳频效率低的问题,提出基于射频技术的声光可调滤波器稳频优化方法。利用f-2f方法探测声光可调滤波器的偏移频率,结合射频技术扩谱处理声光可调滤波器,并根据射频技术的原理和非线性干涉仪的结构,探测滤波器的重复频率,锁定滤波器的重复频率和频移,建立滤波器频率锁定的双腔调谐关系,实现稳频优化。实验表明,所提方法的稳频效率均在90%以上,工作频率在800 Hz以上,具有较好的稳频优化效果。

基于Sagnac滤波器的可调谐掺镱锁模光纤激光器研究

为了在光纤激光器中获得具有中心波长可调谐的锁模脉冲输出,采用半导体可饱和吸收镜和Sagnac环作为腔镜,搭建了线性腔掺镱锁模光纤激光器,并进行了实验验证。通过调节泵浦功率和Sagnac环中的偏振控制器,在泵浦功率140 mW保偏光纤长度为18 cm时获得最大的调谐范围输出,输出中心波长从1032.53 nm连续调谐至1043.76 nm,调谐范围为11.23 nm。该研究可以为搭建结构紧凑的可调谐激光器提供设计方案。

基于宽调谐的低功耗有源集成带通滤波器设计

阐述一种具有宽调谐范围、低功耗和小尺寸特点的有源集成带通滤波器设计方案。该方案采用新型有源电感代替传统的无源电感,有效减小滤波器的尺寸和重量。通过改进有源电感电路,提高滤波器的调谐范围,能够满足不同应用场景的需求。该带通滤波器采用65nm CMOS工艺设计。仿真结果表明,滤波器的中心频率可以在2~6GHz范围内调谐,且在此范围内中心频率处的回波损耗S11均小于-20d B。在1.2V电源电压下电路功耗介于1.7~3.1m W之间,版图尺寸为368μm×319μm。

全圆锥入射下基于一维共振波导光栅的入射角调谐滤波器

本文提出并展示了一种全圆锥入射下基于一维共振波导光栅的入射角调谐滤波器。通过优化光栅层厚度,使其能够在支持TE导模的同时抑制TM导模。本文设计的滤波器呈现出可调谐的单一反射峰,峰值反射率理论上可达100%。当入射角改变时,共振波长可以由642.5 nm调节至484.6 nm。该反射峰是由一级衍射波与TE导模(基模)之间的共振效应所产生的。同样地,通过按比例增加光栅层的厚度和周期可实现应用于更高动态范围的可调谐滤波器。

基于Sagnac和MZI的被动光纤平顶滤波器研究

为实现全光纤交叉连接(OXC)装置小型化和被动化,通过理论研究全光纤的马赫-曾德尔滤波器(MZI),将全光纤可调偏振控制器与Sagnac环形结构结合,获得可调节偏振控制器的滤波器,并实现双通道输出可调谐平顶滤波和可开关特性,满足单波100 Gbit/s、200 Gbit/s或400 Gbit/s等不同超高速光纤通信系统对于高品质光学梳状滤波器需求。

基于双调谐结构的有源调谐型混合滤波器研究

针对无源滤波器滤波效果不确定、滤波器与电网阻抗间可能会出现谐振等固有问题,提出一种基于双调谐结构的有源调谐型混合滤波器(ATHPF)。该滤波器在结构上将有源滤波器与双调谐滤波器有机结合到一起;在控制策略上,采取用有源滤波器对无源滤波器进行连续自动调谐的控制策略。在建立系统等值电路和数学模型基础上,明确了双调谐滤波器参数摄动对无源滤波器的滤波效果影响,进一步分析了该混合滤波器基本滤波机理,并通过搭建实验平台进行验证。结果表明,该混合滤波器具有良好的滤波效果。

基于YIG调谐滤波器的工作频率与瞬时带宽双调模型原理与实现

介绍了一种工作在微波频段的可重构滤波器,其中心工作频率(f_(0))与瞬时带宽(Δf)均可调节。实现方法是基于YIG磁调谐带通滤波器工作频率可连续调节的特性,采用两组级联谐振子,通过其工作频率的同向或反向同步调节可分别实现f_(0)与Δf一定范围内的调节。原理样机主线圈控制f_(0)调节,实现f_(0)调节范围4~6 GHz,副线圈控制Δf调节,实现Δf调节范围30~80 MHz。试验结果表明,基于YIG滤波器的双调模型具有一定的实用性,对YIG磁调滤波器多维度指标重构的发展有借鉴作用。

声光可调谐滤波器(AOTF)之模分离器的研究及设计

声光可调谐滤波器的设计关键是它的各个模块,包括光波导、模分离器、声波导和叉指换能器的参数设计。采用BPM方法计算了模分离器中对称模和非对称模的相位差,得到了TE模具有100%的转换率,而TM模的转换率为0时所对应的中央耦合部分长度Lc和分叉角θ之间的关系曲线。从该曲线可以得到同时满足TE模叉通和TM模直通条件的Lc和θ。最后,再次利用BPM这一工具,对所设计的模分离器进行了性能分析。

集成光子储备池的可调谐光滤波器

为了适应滤波、波分复用等不同的应用场景,光子滤波器需要具备可调谐以及滤波形状可变的功能。提出一种集成光子储备池结构的新型可调谐光滤波器。该结构由输入层、储层、读出层三部分组成,输入层由2×1多模干涉仪组成,储层由定向耦合器以及波导组成,按螺旋拓扑规律相互连接组成梅花型网格,匹配粒子群寻优算法进行全光域训练,利用读出层的热光调制器和相移器对光信号的幅度和相位进行调整,实现无限冲激响应型与有限冲激响应型可调谐光滤波器。以无限冲激响应型光滤波器仿真结果为例,分析其自由光谱范围与储层中波导长度的关系,以及定向耦合器分光比对透射端透过率的影响。通过设置储层中波导的相位在0~3/2π范围内变化,实现了光滤波器中心波长在一个自由光谱范围(1.18 nm)内的连续可调。该滤波器采用集成光子储备池与粒子群算法结合方案设计,无需考虑储层光网络传输路径的权重配置,仅对读出层权重进行训练,大大简化了网络训练过程。同时,该滤波器具有尺寸小、功耗低、灵活性高、算法可控滤波参数的优势,广泛应用于集成微波光子学和光通信领域中。

S~K波段磁调谐滤波器高温度稳定性设计

现代电子信息系统对磁调谐滤波器温度稳定性的要求越来越高,为实现磁调谐滤波器的高温度稳定性,对磁调谐滤波器工作温度稳定性的影响因素进行了简要分析,发现磁路导磁材料本身磁性能的变化是影响滤波器高温度稳定性的主要因素。基于此,采用导磁材料优选设计、低应力粘接设计、PTC加热功率优化等技术措施,实现了S~K波段滤波器的高温度稳定性(在−20~+65℃范围内,频率漂移≤25 MHz)。给出了器件典型响应曲线,并对其实验结果进行了分析,实例证明了这些措施的有效性。研究结果对超宽扫频磁调谐滤波器实现高温度稳定性设计具有一定指导意义和参考价值。

声光可调谐滤波器的成像光谱技术

声光可调谐滤波器（AOTF）是一种新型的分光器件，能够从复色光中衍射出带宽很窄的单色光，和传统光谱仪相比，基于AOTF的光谱仪在工作机制和仪器设计上有其自身的特点。通过分析AOTF器件的工作原理、衍射方式和参数指标，搭建了基于AOTF的成像光谱系统，利用标准单色光源进行光谱定标，并进行室外实测实验以验证系统功能。与ASD公司光谱辐射计（FieldSpec Pro FR）的同步测量结果表明：该仪器通过经验线性法获得的550～1000nm植被光谱曲线和光谱辐射计获得的曲线较为一致，能够满足高光谱成像探测的要求。

S波段GaAs PHEMT宽调谐比可重构滤波器芯片设计

基于单片微波集成电路技术设计了一款S波段频率可调谐滤波器芯片,该可调谐滤波器芯片采用信道化结构,通过选择不同通道实现宽调谐比。其中每个通道采用多级放大器与无源滤波网络级联的形式提高该滤波电路的选择性,通过在无源滤波网络引入变容二极管实现通道频率的连续调谐,该结构可在滤波器具备较高选择性的前提下实现宽调谐比。采用0.25μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺设计了一款S波段双通道信道化可重构滤波器,仿真结果表明,在0~3 V控制电压范围下,该滤波器中心频率调谐范围为2.5~4 GHz,带宽变化范围为420~650 MHz,调谐比达到60%,滤波器芯片尺寸为3 mm×3.1 mm。该设计为片上可重构射频滤波实现宽频率调谐比提供了一条技术途径。

用于火星探测的声光可调谐滤波器成像光谱仪

面向火星探测,设计并研制了一种基于声光可调谐滤波器(AOTF)原理的成像光谱仪地面原理样机。该样机由前置光机系统和后置电子学系统组成,光学系统采用消色差远心光路结构,工作波段为550～1 000nm,光谱分辨率为0.9～4.0nm。在电子学系统中引入可编程片上系统技术,并设计了新型SpaceWire高速总线接口用于数据传输。样机在实验室定标的基础上,搭载于模拟火星探测器上进行了成像试验。试验结果表明:样机成像质量良好;与ASD光谱仪的一致性对比检验表明,光谱测量准确可靠,两者数据匹配精度超过96%。SpaceWire接口实现了100 Mb/s数据率的稳定传输,满足设计指标25Mb/s的要求。样机的研制为AOTF成像光谱技术在火星遥感探测领域的应用奠定了技术基础。

声光可调谐滤波器(AOTF)消色散设计

介绍了非共线声光可调谐滤波器的构成及基本原理,计算了非共线声光可调谐滤波器衍射出的±1级衍射偏振光的偏转角,采用在光路中添加光楔的方法补偿非共线声光可调谐滤波器晶体色散引起的图像漂移.分析结果表明使用TeO2材料设计的光楔在楔角为7.6°的时候可以控制图像漂移在一个像元以内,并在400～900nm的工作波段范围内满足稳定成像的要求.

共线型声光可调谐滤波器非互易效应研究

通过创建超声频率与衍射效率的动态方程,分析了声光器件在不同射频驱动频率下衍射效率的分布情况,并给出相应表达式.提出了在100MHz射频处也存在与高于1GHz处类似非互易现象.进一步通过比例系数δF/ΔF的引入,在此基础上分别利用波长532nm和632.8nm激光器,在二氧化碲晶体中进行非互易效应实验.实验得到传输带宽改变达到总衍射带宽的50%～60%,与理论计算值基本吻合.研究结果表明,实际中可将非互易效应大规模应用于包括定向耦合器(光路由器)在内的光电器件的开发.

大视场声光可调谐滤波器成像光谱仪光学设计

为了在±15°视场角范围内获得工作谱段范围在400nm^900nm声光可调谐滤波器(AOTF)成像光谱仪系统的二维空间信息以及一维光谱信息,设计了一种应用于AOTF成像光谱仪的光学系统。介绍AOTF的工作原理,根据AOTF成像光谱仪总体方案,对前置系统及后置成像系统进行了设计。设计中前置系统采用倒置的伽利略望远镜结构,后置成像系统采用改进的库克三片式结构。最终完成了一个焦距为19.311mm,F数为12.3,在34lp/mm的空间频率下各视场调制传递函数(MTF)均值大于0.5的光学系统。

S波段YIG调谐限幅滤波器设计

依据YIG调谐限幅滤波器的工作原理,设计了一款S波段限幅滤波器。对滤波器进行了连续波限幅特性和抗烧毁功率测试,在S波段下,滤波器的限幅电平大于5 dBm,常温下最大为8 dBm;连续波输入情况下,滤波器的限幅输出功率小于10 dBm,为6.5 dBm;滤波器的抗烧毁功率大于50 W连续波,当脉冲输入峰值功率从2 W到200 W范围内变化时,滤波器的输出脉冲峰值功率被限制在18.5 dBm内,起到了很好的限幅滤波作用。试验证明设计的S波段YIG限幅滤波器不仅宽频段可调,具有良好的滤波特性,对高功率输入信号限幅输出,用于接收系统前端可有效保护后续电路的安全。

集成LiNbO_3声光可调谐滤波器及其在WDM光网络中的应用

针对基于LiNbO_3的集成声光可调谐滤波器(IAOTF)具有调谐范围宽、滤波带宽窄、调谐速度快、驱动功率低以及同时可实现多波长选择等优点,它在波分复用(WDM)光网络光插分复用(OADM)系统中具有广泛的应用前景。介绍了IAOTF的基本原理及特性,国内外发展状况和研究重点以及它在WDM光网络中OADM应用。

通信用声光可调谐滤波器

介绍了以LN为基底的集成型和以TeO2为材料的体型通信用声光可调谐滤波器(AOTF)的工作机制,并对其结构和性能进行了比较分析,指出了各自需要解决的主要问题。讨论了用作OADM的声光可调谐滤波器对偏振分束器的要求及偏振分束器对滤波器性能的影响。提出了有必要对TeO2器件应用于通信领域的可能性进行更为深入的研究。