90°微波光子移相器的理论设计

论文摘要

微波光子移相器（MWPPS:Microwave Photonic Phase Shifter）是光控相控阵系统中的关键器件,研究MWPPS对于精确控制光波束的形成、完成波束扫描具有重大意义。本文采用SOI（Silicon-On-Insulator）材料作为制作器件的基体材料,对器件进行了详细的设计。本文首先基于矢量和技术对90°微波光子移相器的总体结构和功能实现进行了充分论证。接下来对器件的各个分立功能模块进行了前端设计,对于1×2分路器采用小角度Y分支结构和对称干涉型MMI结构,实现对输入信号的低损耗、高均衡度功率分配;对于衰减单元,采用马赫曾德尔型热光型衰减结构,通过对双臂的热光调节,理论上实现了低折射率变化下大范围的光振幅衰减,通过衰减单元对光信号振幅的调节达到对微波信号的相移。

论文目录

• 内容提要
• 第1章 绪论
• 1.1 相控阵系统中的移相器
• 1.1.1 相控阵工作原理
• 1.1.2 移相器在波束形成网络中的作用
• 1.2 光控相控阵体系中的移相器
• 1.2.1 光控相控阵系统简述
• 1.2.2 联合波控技术
• 第2章 90°微波光子移相的理论实现
• 2.1 整体设计思路
• 2.2 分立器件组成的移相器系统的仿真
• 2.3 微波光子移相器结构的优化设计
• 2.4 小结
• 第3章 基于SOI的1×2 分路器设计
• 3.1 Y分支的光场传播特点
• 3.1.1 Y分支设计设计原则
• 3.1.2 Y分支的BPM光场模拟
• 3.2 多模干涉型1×2 功分器
• 3.2.1 多模干涉中的自镜像效应（self-imaging effect）
• 3.2.2 器件结构设计
• 3.2.3 器件的BPM光场模拟
• 3.3 小结
• 第4章 马赫曾德尔型热光衰减单元的实现
• 4.1 器件基本工作原理
• 4.2 器件基本参数设计
• 4.3 衰减特性的BPM模拟
• 4.4 器件的热光分析及其优化
• 4.5 结论
• 总结
• 参考文献
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 致谢