利用耦合调制环谐振器实现微波频率加倍技术

0 下载量 67 浏览量 更新于2024-08-30 收藏 1.02MB PDF 举报
本文主要探讨了一种利用耦合调制环形谐振器实现微波频率上转换的新方法。在微波通信领域,频率上转换是一种重要的技术,它允许将低频信号提升到更高的频段,以便于在无线通信、雷达系统和光电子应用中提高信号带宽和效率。文章的核心焦点在于利用环形谐振器的独特性质来实现关键耦合,即谐振器固有的损耗与外部Mach-Zehnder干涉器耦合器提供的外部耦合达到完美的平衡。 关键概念包括: 1. **耦合调制环形谐振器** (Coupling-Modulated Ring Resonator, CMRR):这是一种特殊的光子结构,其设计使得微波信号通过共振过程时,外部控制手段能够有效地调整谐振特性。在本研究中,这种调控使得微波信号的频率加倍,通过改变谐振器的参数,如光强度或相位,可以实现对输入信号的精细处理。 2. **关键耦合** (Critical Coupling):这是当谐振器的内在损耗(如吸收和散射)与外部耦合相等时,能量传输达到最优状态。在这种条件下,输入信号几乎完全被转换,而没有能量反射回输入端,从而产生非常干净的输出信号。 3. **频率加倍** (Frequency Doubling):通过这种方式,微波信号的频率翻倍,这在通信系统中可以增加带宽,提高数据传输速率,或者在某些设备中降低噪声干扰。 4. **Mach-Zehnder干涉器** (Mach-Zehnder Interferometer,MZI):作为外部耦合器,它通过分束、干涉和再合并的方式控制微波信号的流动,使得环形谐振器能够实现精确的外部调控。 5. **高抑制的载波** (High Suppression of the Carrier):指在微波信号上转换过程中,对原信号的高频成分(载波)有很强的抑制作用,这有助于减少噪声和非线性效应,产生高质量的两路信号。 研究者们在 Shanghai Institute for Advanced Communication and Data Science 的电子工程系和 State Key Laboratory of Advanced Optical Communication Systems and Networks 进行了这项实验,并且还与 Peking University 的相关实验室合作,共同探索了这一领域的前沿技术。文章在2017年10月接受并发布,展示了耦合调制环形谐振器在微波频率上转换中的潜力和实用性,对于推动微波信号处理技术的发展具有重要意义。