硅基光开关切换延时线芯片延时测量稳定性研究

硅基光开关切换延时线芯片以其结构简单、瞬时带宽大等优点在微波光子波束形成领域中有着很好的应用前景,但其高精度延时测量还存在很多难点,影响片上延时测量稳定性的因素亟待研究。通过对基于光矢量网络分析的延时测试链路、参考直波导和延时线的延时稳定性进行对比测试,实验分析了芯片延时测量稳定性的影响因素。结果表明,芯片插损、输入/输出光栅耦合器封装和延时线内部残余的马赫-曾德尔干涉都将使硅基光开关切换延时线芯片的片上延时测量稳定性变差。

光开关切换延时线自动标定与控制系统

光开关切换延时线芯片中各光开关的驱动电压标定和控制需使用多通道光功率计、可编程多通道电压源阵列等分立仪器,存在成本高、扩展困难的问题。设计并制作了一套低成本、易扩展的光开关切换延时线自动标定与控制系统,其中多通道光功率计模块可探测-53~-7.7 dBm内的光功率,误差小于0.5 dB;多通道电压输出模块可高精度稳定输出0~10 V的直流电压,输出电压波动小于±0.5 mV;使用单片机控制各模块协同工作并连接上位机实现人机交互。使用本系统对5-bit光开关切换延时线进行了自动标定和控制,结果显示,在32级延时状态下,延时线芯片输出端的透射光谱在1560 nm波长附近的波动均小于1 dB,对应的延时步进为3.1109 ps/state。该结果与商用仪器标定电压下测得的3.0620 ps/state的延时步进高度吻合。本文设计制作的标定与控制系统精度高、成本低、扩展性强,具有很高的应用价值。

应用在相控阵雷达上的光学实时延迟线

相控阵天线是雷达技术的重要发展方向之一。电子相控阵雷达所遇到的问题是天线阵列孔径效应限制了雷达信号的瞬时带宽,使其不能满足通信和雷达技术的发展需要。光学实时延迟技术,可以解决这一问题。介绍了相控阵天线光实时延迟控制原理。并对几种典型的光实时延迟线的工作原理和技术特点作了简要的分析。