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深度解讀

硅基集成的窄帶寬、超高抑制比微波光子濾波器

johnny 來(lái)源:武漢光電國(guó)家實(shí)驗(yàn)室2018-03-31 我要評(píng)論(0 )   

微波光子濾波器是射頻信號(hào)處理系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件。目前大多數(shù)高性能微波光子濾波器都是采用光纖和分離光電器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了減小

    微波光子濾波器是射頻信號(hào)處理系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件。目前大多數(shù)高性能微波光子濾波器都是采用光纖和分離光電器件來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了減小濾波器的體積,近年來(lái),基于硅基微環(huán)的微波光子濾波技術(shù)得到了廣泛研究。然而受限于硅基微環(huán)不能同時(shí)具有窄帶寬和高消光比這一特點(diǎn),所獲得的微波光子濾波器普遍帶寬大于2GHz、抑制比低于30dB。

       為提高微波光子濾波器的性能,武漢光電國(guó)家研究中心光電子器件與集成功能實(shí)驗(yàn)室張新亮教授、于源講師和學(xué)生劉小龍等人提出了一個(gè)基于微環(huán)耦合級(jí)聯(lián)馬赫曾德?tīng)柛缮鎯x結(jié)構(gòu)的微波光子濾波器(如圖1所示)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在硅基波導(dǎo)傳輸損耗為1.65dB/cm的工藝水平下,該濾波器實(shí)現(xiàn)了60dB以上的超過(guò)抑制比,帶寬為780MHz,并且調(diào)諧范圍達(dá)到0-40GHz(如圖2所示),是目前已知的第一個(gè)無(wú)需外部電子器件輔助而同時(shí)實(shí)現(xiàn)超高抑制比和窄帶寬的硅基微波光子濾波器。這一研究發(fā)現(xiàn)可直接應(yīng)用于未來(lái)的硅基光子集成技術(shù)中。

1

 

圖1 (a)器件結(jié)構(gòu)示意圖(b)實(shí)際器件顯微圖

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圖2 (a)超高抑制比實(shí)驗(yàn)結(jié)果(b)濾波器調(diào)諧性


        2018年3月13日,該研究成果以題目“Silicon-on-insulator-based microwave photonic filter with narrowband and ultrahigh peak rejection”發(fā)表在美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)(OSA)旗下雜志《光學(xué)快報(bào)》(Optics Letters)上。該研究成果獲得了國(guó)家優(yōu)秀青年科學(xué)基金和國(guó)家自然科學(xué)基金的支持。 發(fā)表的文章全文鏈接為:
https://doi.org/10.1364/OL.43.001359

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微波光子濾波器
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