基于聚合物的可调谐微波光子滤波器设计与分析

本文主要探讨了一种创新的可调谐集成光波导射频滤波器的设计和研究，其目的是满足单边带微波光传输应用的需求。这种滤波器利用了集成光波导微环谐振器和马赫曾德尔干涉仪的联合结构，这是一种先进的微电子光子技术的结合体。滤波器的关键结构参数，如耦合系数κr、周损耗因子γ1和附加相移Δφ1，对滤波器的性能有着显著影响。滤波响应特性分析揭示了矩形度（表示滤波器通带的平坦度）与消光比（滤波器通带和阻带间的最大信号强度比）之间存在着相互制约的关系。 作者基于聚合物液态聚倍半硅氧烷（PSQ-L）光导体制作的滤波器，达到了矩形度高达0.8的良好性能，这意味着在通带内的频率响应非常均匀。而消光比达到32分贝，确保了滤波器具有较高的选择性，能有效地抑制信号泄漏。这一设计允许滤波器在8至69 GHz的宽频范围内实现可调谐射频单边带滤波功能，这对于通信系统中的信号处理和频谱管理至关重要。 马赫曾德尔干涉仪作为关键组件，通过电极热光调相技术实现了滤波器的动态调谐，这意味着可以根据实际需求调整滤波器的工作频率，增强了系统的灵活性和适应性。这种集成光学方案不仅提高了滤波器的性能，还降低了体积和能耗，对于现代通信系统的小型化和高效化有着重要意义。 这项研究不仅深化了我们对集成光波导射频滤波器的理解，也展示了如何通过巧妙的设计和调控实现高性能的微波光子滤波器，对于推动单边带微波光传输技术的发展以及未来无线通信系统的优化具有重要的理论和实践价值。