微波光子滤波器研究现状论文

瑞士洛桑联邦理工学院光子系统实验室的研究人员发明了一种无需外部设备就能重新配置微波光子的滤波器。这为更紧凑、更环保的滤波器铺平了道路，这些滤波器将更实用、更便宜。潜在的应用包括检测和通信系统。 光子将在无数任务中取代电子，因为它们移动速度更快，消耗的能量更少。这些微小的光粒子还有一个好处，那就是出奇的灵活，它们的频率范围是电子的1000到10000倍。因此，使用光而不是电来操纵微波，可以为技术人员提供更广阔的带宽。微波光子在通信系统、物联网和波束成形中特别有用。但目前，微波光子系统仍然不能在计算机芯片上产生光脉冲。洛桑联邦理工学院光子系统实验室的研究人员刚刚在这一领域取得了重大突破：他们开发出了可重构的射频滤波器，可以在不需要笨重的外部设备的情况下产生高质量的微波。通过在微蜂窝内的两个脉冲之间产生干扰，他们能够准确地控制脉冲，以便重新配置出射频。微波光子滤波器将传入的射频转换成光信号，然后由光子器件处理，以提取信息。一个光感受器将信号转换回射频。今年4月，洛桑联邦理工学院的另一个实验室的研究人员就成功地在氮化硅芯片上生成了不同类型的微梳子，以产生高质量的孤波脉冲信号。剩下的就是证明这些脉冲信号可以用来重新配置微波，而且该系统与之前更为笨重的设备一样灵活、线性、光谱纯净、无噪音，这正是光子系统实验室的研究人员优化芯片的目的。 这些比硬币还小的芯片所采用的技术是基于光与周围环境的相互作用。信号的波长可以通过改变光源或改变其通过的光通道的形状或材料来修改。 光子系统实验室的卡米尔·布雷斯解释说："使用一个可以结合多个波长的光源意味着我们可以让过滤器的结构相当简单。" 研究人员能够用微型片上光学谐振器取代笔记本电脑大小的光发生器，利用激光脉冲产生完美的孤波。这些滤波器要想在各种应用中投入实际使用，还需要能够改变出射频率。 光子系统实验室的博士生、该研究的主要作者胡建奇说："目前的滤波器需要通过可编程的脉冲形状来设置出射频率和改善波质量，这使得系统复杂且难以投入使用。"为了克服这一障碍，研究人员在两个孤波之间产生片上干扰，通过修改它们之间的角度，使其能够重新配置滤波器频率。这一突破意味着这些系统可以做到完全便携，并与5G和太赫兹波一起使用。 《自然·通讯》发表了这项研究成果。

微波光子学就是将微波信号变成光信号进行处理，好处有很多，比如光传输线稳定的延时，远距离的低损耗，抗干扰能力强，以及超宽的带宽但由于光变频效率低，噪声大，以及功耗过大等问题所以算是一个起步阶段的技术。不过如果能扬长避短，或者在某些技术有所突破的话，应该是会成为一个非常有前途的方向而且目前在光控相控阵，光频率源等应用方面已经有了不少的应用案例个人观点，微波技术和毫米波技术以及thz技术其实和光学技术应该算是量变到质变的过程但电磁波的波特性在很多场合是粒子特性无法取代的，比如雾霾可以防御激光武器的论断所以微波光子学作为一个交叉学科能发挥两者的优势，肯定会达到一个更让人惊喜的效果做研究要分清自己到底是要做science还是要做engineering。作为XX学，它首先是门science。不能“突破电子器件的瓶颈”又怎样？不感兴趣可以不做这个研究。如果你真的很想“突破电子器件的瓶颈”，从工程的角度，你的idea也未必受限于一个微波光子学。我个人对工程不感兴趣。但做科学的人，都不会把论文Introduction部分的吹牛当回事，做工程的如果还当回事那就傻了。

感觉很有前景，微波光子，全光信号处理，这都是未来电子和通信瓶颈的重要突破方向，但这个方向的起点很高，对数学、光学和电子学功底要求很高，要做这方面研究也需要非常高端的实验室设备，如果周围资源允许的话，这是个不错的方向，加拿大渥太华的姚建平教授的团队和悉尼大学的光信号处理团队现在在这方面的研究比较领先，如果是学生的话，可以考虑去这两个地方。

微波光子滤波器是一种基于光学技术来实现微波信号处理的器件，主要是利用光学器件对光波进行调制、延迟等操作，来实现对微波信号的调制、滤波等处理。目前微波光子滤波器的研究主要涉及以下几个方面：1. 器件设计和制备：微波光子滤波器通常由光纤、光栅、耦合器等光学器件组成，因此关键是要优化器件的设计和制备技术，以实现更高的性能和功能。2. 滤波器性能研究：包括滤波器的带宽、频率响应、动态范围等性能，以及与微波信号处理相关的参数，如相位响应、群延迟等。这些性能研究旨在提高微波光子滤波器的性能和功能。3. 应用研究：微波光子滤波器的应用涉及到雷达、通信、军事等领域，因此需要对其应用进行研究。例如，对于雷达应用，需要研究微波光子滤波器在多普勒雷达等方面的应用；对于通信应用，则需要研究微波光子滤波器在光纤通信等方面的应用。总体来说，微波光子滤波器是一个快速发展的领域，其研究旨在提高微波信号处理的速度和效率，以及进一步扩大微波光子学的应用范围。

光纤技术与微波技术相互融合成为一个重要新方向。从理论上来讲，微波技术和光纤技术的理论基础都是电磁波波动理论。在光电器件中，当波长足够小时要考虑波动效应，采用电磁波理论来设计和研究光电器件，如波导型或行波型器件。理论基础的统一，使得微波器件和光电子器件可使用相同材料和技术在同一芯片上集成，这极大促进了两个学科的结合，促进了一门新的交叉学科——微波光子学的诞生。微波光子学概念最早于1993年被提出[1]。其研究内容涉及了与微波技术和光纤技术相关的各个领域[2]。主要集中在两方面：一是解决传统的光纤通信技术向微波频段发展中的问题，包括激光器、光调制器、放大器、探测器和光纤传输链路的研究；二是利用光电子器件解决微波信号的产生和控制问题，主要有光生微波源、微波光子滤波器、光域微波放大器、光致微波电信号的合成和控制等。