光纤四波混频全光变频器：10.60GHz至1.02GHz双向RoF系统设计

本文主要探讨了一种创新的全光变频器设计，其核心原理是基于光纤四波混频（FWM）技术在双向光纤传输系统（RoF）中的应用。这项研究利用了双波长光纤激光器产生的信号，通过FWM过程实现上行频率转换，将信号从1.50 GHz提升至11.08 GHz，以及下行频率转换，将信号从10.60 GHz降低到1.02 GHz。这一过程展示了良好的转换效率，上变频和下变频之间的性能差异较小，这对于双向通信系统来说具有显著的优势。 光纤四波混频作为一种无源光器件，能够在光域内进行高效的频率变换，无需额外的电子元件，从而降低了系统成本并简化了设计。文章特别强调了尺寸优化的重要性，尽管传统的电路板制造过程限制了基板的最小厚度，但通过微电子束外延（MEBE）技术在微带耦合器上的应用，研究人员设法实现了某种程度的尺寸减小，同时保持了性能的稳定性。 实验结果显示，由MEBE技术构建的耦合器在工作频率范围内表现出插入损耗小于3.5 dB，这与传统耦合器相当，表明其在信号传输方面的性能。反射系数保持在低于20 dB的水平，确保了信号的有效传输。更重要的是，新型耦合器有效地抑制了第二和第三阶谐波干扰，隔离度分别达到了-25 dB 和 -19 dB，明显优于传统的环形结构，后者受到谐波干扰的影响更为严重。 本文提出的基于光纤FWM的全光变频器为双向光纤传输系统提供了一种高效、紧凑的解决方案，不仅降低了系统成本，还提高了信号质量和抗干扰能力。随着微电子技术的进步，这种技术有望在未来的光纤通信网络中发挥重要作用。此外，文章还对现有的MEBE-on-microstrip技术进行了对比，展示了其在性能和尺寸优化方面的优势。