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。

超宽调谐(2.6~5μm)中红外皮秒脉冲激光的研究

在超快脉冲激光中,超宽调谐通常应用于超连续谱产生、光谱分析和调制等多个领域。文章利用皮秒脉冲同步泵浦技术,搭建了一种基于MgO:PPLN晶体的“Z”形光参量振荡器,通过具有扇形周期极化的晶体在中红外波段产生了高功率、波长超宽调谐(2.6~5μm)的皮秒脉冲激光源输出。该振荡器由五镜一晶体组成,这五镜片的选择和精确调整是提高光参量振荡器输出性能的关键因素,采用波长为1.064μm的Nd:YVO_(4)皮秒脉冲激光源,选择周期在26~32μm可调谐的MgO:PPLN晶体,最大泵浦功率为15W时,2.66μm、3.44μm和4.99μm处获得了最大输出功率分别为3.41W、2.78W和0.52W的闲频光,相应的光-光转换效率分别为58%、55%、15%,测量到中红外光谱谱宽为2.37nm(2615nm)、Δλ=1.87nm(3687nm)、Δλ=1.30nm(4992nm),观察到在没有任何窄化光学元件条件下长脉冲随波长光谱谱宽具有线性变窄的过程。在2.6~4.5μm波段的激光输出功率均大于1W,实现了高功率,波长超宽调谐的中红外皮秒激光的连续输出。窄谱宽超宽调谐中红外皮秒脉冲激光为超快过程研究和应用领域提供了一种强大的工具。通过优化波长调谐范围和脉冲宽度能够满足不同领域对中红外激光的高要求,对推动相关领域的研究和发展至关重要。

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。

全固态单频连续波宽调谐钛宝石激光器研究进展(特邀)

全固态单频连续波钛宝石激光器具有线宽窄、光束质量好、噪声低和稳定性高等优点,尤其是其输出激光波长覆盖了650~1030 nm的红光和近红外波段,可以对应多种原子的跃迁吸收线,因而是原子物理、量子通信、拉曼光谱等研究领域中的重要光源。近年来,随着精密测量研究的快速发展以及量子模拟等新型研究的兴起,在关注全固态单频连续波钛宝石激光器的宽输出波段的同时,对钛宝石激光器的转化效率、输出功率、连续调谐能力、稳定特性及噪声特性提出了更高的要求。介绍了以提高全固态单频连续波钛宝石激光器性能为出发点所发展的自注入单向技术、超宽范围调谐技术、连续调谐技术,并综述了近年来所发展的各项技术在全固态单频连续波钛宝石激光器中的最新应用进展。

高效率宽调谐扇形MgO:PPLN中红外光参量振荡器

3~5μm的中红外激光位于大气窗口,在环境监测、军事、医疗、遥感等诸多领域有着重要的应用。利用纳秒量级的1064 nm调Q激光器泵浦扇形掺氧化镁周期极化铌酸锂(MgO:PPLN),设计了一种高效率、宽调谐纳秒中红外激光输出光学参量振荡器(Optical parametric oscillator,OPO)。通过降低泵浦光的重频,有效地减小了OPO的振荡阈值,在10 kHz的泵浦重频下,OPO阈值为0.4 W。在泵浦功率为4.68 W,晶体极化周期为30.47μm的条件下,获得了0.833 W的3.4μm中红外激光输出,对应的光光转换效率为17.8%。实验研究了不同极化周期下的输出波长,实验结果与理论模拟值较为吻合。通过横向移动MgO:PPLN晶体改变其极化周期,在31.05~28.8μm的调节范围内获得了1440.7~1607.0 nm的信号光及3171.1~4088.1 nm的闲频光输出,其中信号光的脉宽约为8.1 ns。

窄线宽可调谐半导体激光器研究进展(特邀)

窄线宽、大范围可调谐半导体激光器在高速光通信、光纤传感、精密光谱测量、激光雷达等领域拥有广泛的应用前景。回顾了近年来窄线宽可调谐半导体激光器研究进展,着重分析了Littrow和Littman典型结构可调谐半导体激光器的工作原理及其特点,并对其未来发展趋势做出预测。

基于MgO∶PPLN晶体差频产生的宽调谐中红外连续激光光源

分别以1 083nm和1 550nm波段的窄线宽连续光源为泵浦光和信号光,搭建基于掺MgO周期铌酸锂晶体（MgO∶PPLN）准相位匹配原理的差频非线性效应产生中红外激光实验系统.根据系统温度和信号光波长调谐特性进行实验研究.在泵浦光波长固定条件下改变信号光波长,实现了窄线宽宽调谐中红外连续闲频激光输出,波长覆盖范围为3 547.6~3 629.1nm.当波长为1 082.8nm的泵浦光和波长为1 549.7nm的信号光功率分别放大到2.8 W和3.5 W时,对波长为3 597.0nm的中红外闲频光输出进行长时间功率扫描监测,得到最大功率为3.2mW,功率抖动引起不稳定度小于±1.6%的高稳定的中红外窄线宽激光输出.该研究结果可为设计和研制多波长窄线宽中红外光源提供参考.

宽可调谐自起振被动锁模掺铒光纤激光器

分析了利用非线性偏振旋转效应作为等效可饱和吸收体锁模的原理 ,并用该方法构建起环形腔被动锁模掺铒光纤激光器 ,结合可调谐滤波器腔外滤波的方法实现锁模脉冲波长的连续可调谐 实验中得到自起振、平均输出功率 0 .313mW ,脉冲半极大全宽度 (FWHM) 1.5ps ,中心波长15 6 2 .3nm ,重复频率 13.9MHz的稳定被动锁模脉冲序列输出 ,滤波后输出脉冲中心波长在 15 5 3.2～15 71.4nm内连续可调 ,得到谱宽 2 .5nm以下 ,脉宽小于 1.

光纤型宽调谐中红外激光光源的设计与研制

报道了一种光纤型宽调谐中红外差频产生(DFG)激光光源,该系统分别以掺镱光纤激光器(YDFL)和掺铒光纤激光器(EDFL)作为泵浦和信号源。为拓宽基频光调谐范围,采用了4个不同工作波段的YDFL,并通过电控光开关实现段间的快速切换,总调谐范围为1040～1110nm;采用电控偏振控制器(ECPC)分别对基频光偏振态进行精确快速控制,以提高系统转化效率;利用PID算法和负反馈技术分别稳定泵浦LD温度和驱动电流,并将其工作状态通过LCD实时显示。测试结果表明,该中红外激光系统可在3.04～3.72μm内连续调谐。

利用光学参量振荡与倍频方法产生高功率宽调谐蓝光

全固态蓝光激光源在高密度光学存储，生物与医学诊断，激光彩色显示，水下成像和水下通讯等方面均有重要的应用价值，因而受到人们的极大重视．我们用光学参量振荡与二次谐波技术，获得了瓦级全固态宽调谐蓝光激光．其中，光学参量振荡器的信号光输出波长范围为780～1036nm，最大输出平均功率高达9．4W；蓝光的调谐范围从450～492nm，最大平均功率为1．3W．

具有宽调谐范围的低电压对数域二阶低通滤波器

提出了一个由 Bi CMOS构成的对数域二阶低通滤波器 ,并采用跨导线性原理分析得到其传递函数。分析了晶体管的寄生电容对此滤波器频率特性的影响。PSpice仿真结果表明 ,该对数域低通二阶节的实际频率特性和理想特性基本一致 ,且具有宽频率调谐范围、低工作电压和低失真等特点 ,可用于对数域高阶滤波器的设计。

100nm宽光谱可调谐掺饵光纤激光器

采用1480nm大功率激光二极管双向抽运,新型铋基掺饵光纤做增益介质,基于旋转法布里珀罗腔的可调谐滤波器和带通滤波器做选频装置的宽光谱环形腔可调谐光纤激光器,可实现100nm(1523～1623nm)激光波长程控连续可调谐输出,激光输出功率大于1.58mW,3dB带宽小于0.1nm,波长重复性准确度小于0.01nm.

宽调谐中红外飞秒及窄带长脉冲激光器件的研制和集成

中红外飞秒光参量放大器(OPA)是重要的红外飞秒激光源,笔者在此领域发展了一系列创新技术,以实现装置高效、稳定、紧凑的目标,成功地将100 fs 的中红外飞秒激光在2.0～4.5μm宽波长范围内可调谐。基于 OPA 输出,研制了产生窄带长脉冲激光的时间望远镜。其集成化器件可输出时间同步的可调谐长短脉冲激光,在一个系统上集成了波长可调谐,高光谱(-0.1 nm)分辨率和高时间(-100 fs)分辨率等三种独特的功能。

基于宽频调谐特征和谱残差分析的显著性目标检测

根据人眼视觉系统的基本特点,提出一种基于宽频调谐特征和谱残差分析的显著性目标检测算法。该方法通过在上下文信息中提取图像的宽频调谐特征,运用线性叠加融合宽频调谐特征子图得到初步特征图,然后利用多尺度方法构建多分辨率显著图谱子序列,最后利用谱残差分析融合位置特征对显著性子图进行操作运算得到最终的显著图。基于自然图像的显著性目标检测实验结果证明,该方法具有较好的实用性和较强的稳定性,能够获取较为精确的检测结果。

共线群速度失配补偿的高效宽调谐光参量放大器

共线群速度失配补偿的高效宽调谐光参量放大器丘志仁ａ黄锦圣ｂ江鸿ｂ余振新ａ（ａ：中山大学超快速激光光谱学国家重点实验室广州５１０２７５）（ｂ：香港科技大学物理系香港九龙）光参量产生和放大（ＯＰＧ／ＯＰＡ）是获得宽调谐波长光脉冲相当有用的技术。然而在紫外...

一种宽带输入和性能可调的低噪声放大器的设计

提出了一种宽调谐范围的性能可调低噪声放大器。它由2级构成,第一级以宽带输入匹配和低噪声放大为主,采用一种新的开关电感结构来获得宽范围的频率调谐,而增益和噪声系数保持在相同的水平;第二级为具有性能可调的宽调谐范围限带增益响应,通过偏置控制和晶体管尺寸切换来实现;最后,基于提出的技术,采用0.12μm CMOS制作工艺,实现了一种2.3 GHz~5.5 GHz的CMOS低噪声放大器。在1.1 V电源电压下,具有包括高达24.8 dB的功率增益、低于3.0 dB的噪声系数和小于4.5 mW功耗的性能,无焊盘核心电路仅占0.4 mm2的芯片面积。

一款低损耗低噪声宽调谐的高阶级联N通道滤波器

近年来,N通道滤波器被广泛应用于射频通信和认知无线电等多个领域中。为了降低滤波器的损耗和噪声,拓展其可调谐范围,本文通过在传统的一阶N通道滤波器中引入串联电感,并将其级联的方法,得到了一款低损耗低噪声宽调谐的高阶N通道滤波器。采用伴随网络法获得了高阶级联N通道滤波器的传递函数。伴随网络法的采用大大简化了传递函数的数学推导过程。TSMC 0.18μm CMOS工艺下的Cadence仿真结果表明了传递函数的正确性。Cadence仿真结果还表明,当电源电压为1.2 V时,高阶级联N通道滤波器中心频率可调范围为0.4~3.0 GHz,插入损耗为1.6 dB,回波损耗为11.6 dB,噪声系数为0.2~0.8 dB,与近年来发表的滤波器相比,综合性能有了较大的提升,可应用于高性能的接收机中。

L波段宽调谐范围的取样光栅分布布拉格反射激光器设计

L波段取样光栅分布布拉格反射(SG-DBR)激光器在高速光通信与无源光网络中具有广泛的应用前景。本文以InGaAsP作为无源波导区材料,从理论上分析了实现L波段宽调谐SG-DBR激光器所需的关键参数,包括前后取样光栅的反射峰间隔、取样周期、占空比等。同时采用传输矩阵模型,讨论了取样对数与前、后取样光栅反射特性的关系。最后得到了一组优化的SG-DBR激光器参数,其对应的调谐范围达到47.6 nm。

全固态准连续宽调谐激光器研究

介绍了一种宽调谐准连续钛宝石激光器，其采用腔内倍频准连续532nmNd：YAG固体激光器作为泵浦源。通过合理的膜系设计，选用棱镜作为调谐元件，仅采用一个输出镜就获得了680～940nm的宽调谐输出。当绿光功率为12w对应重复频率4．5kHz时，在中心波长795nm处，其平均输出功率为2．2w，光谱线宽为5nm。

60GHz宽调谐范围推—推压控振荡器设计

基于65nmCMOS工艺实现了60GHz推—推压控振荡器(VCO)设计。采用互补交叉耦合去尾电流源结构以降低相位噪声。压控振荡器输出包含两级缓冲放大器,第二级缓冲放大器偏置在截止区附近以增大二次谐波的输出功率。在1.2/0.8V电源电压下,压控振荡器核心和缓冲放大器分别消耗2.43mW和2.95mW。在偏离中心频率1MHz处相位噪声为-90.7dBc/Hz。输出功率为-2.92dBm。特别的,压控振荡器的调谐范围达到9.2GHz(15.3%),与调谐范围相关的性能指标FOMT为-182.7dBc/Hz。该压控振荡器可应用于57GHz～64GHz开放频段超高速短距离无线通信。