硅基微波光子滤波器：宽可调带宽与平坦通带的实现

本文介绍了一种基于硅绝缘体（Silicon-on-Insulator, SOI）的微波光子滤波器（Microwave Photonic Filter, MPF），它具有平坦的通带和可广泛调整的带宽。这种创新设计在光子芯片上集成了一个10阶环形谐振器（10th-order Microring Resonator, MRR）和一个光电探测器，实现了高性能的光电信号转换和滤波功能。 10阶MRR作为核心组件，其设计利用了光的谐振特性来控制微波信号的传输。通过改变环形结构的尺寸或掺杂浓度，可以精细地调节MRR的共振频率，进而调整光滤波器的中心频率。当光信号在MRR的衰减端口（drop port）经过时，如果其频率与MRR的共振频率匹配，信号将得到增强，而其他频率的信号则被有效地抑制，形成带通滤波特性。 该滤波器的突出特点是其宽广的带宽调整能力，达到了21.6 GHz的全宽半高点（Full Width at Half Maximum, FWHM）。这意味着该设备能够处理不同频率范围的微波信号，提高了通信系统的灵活性和选择性。此外，文章提到的通带平坦度小于0.3 dB，这意味着信号在通过滤波器时的衰减非常均匀，有利于保持信号的质量和稳定性。 在性能指标方面，文章指出该MPF的阻带衰减高达32 dB，这意味着在通带外的噪声和干扰信号可以得到有效抑制，确保了信号的纯净度。同时，这种设计采用的是集成光子技术，将光学滤波器和光电探测器结合在同一芯片上，降低了系统复杂性和成本，提高了整体的集成度和可靠性。 总结来说，这项研究展示了SOI技术在微波光子滤波器领域的潜在应用，为光电子信号处理提供了新的解决方案。通过精确控制和调整光滤波器的参数，这种设计有望在无线通信、雷达系统以及光通信等高速、宽带的应用中发挥重要作用。随着对光子集成技术的深入研究和优化，未来的微波光子滤波器可能会实现更高的性能和更广泛的适应性。