微环谐振腔光延时线的优化设计与应用

本文主要探讨了基于微环谐振腔结构的集成波导光延时线的研究。作者韩秀友、张佳宁等人来自大连理工大学物理与光电工程学院的光子技术研究中心，他们通过对波导微环谐振腔的光场传输函数进行深入分析，推导出光延时响应函数，旨在优化微环波导光延时线的性能。研究中，他们着重考察了微环波导的损耗对其延时响应特性的影响，发现为了在光学相控阵天线系统中实现高效运作，微环谐振腔需要工作在过耦合状态，即耦合系数κ需大于(1-γ)，其中κ代表耦合系数，γ是微环波导的损耗因子。 文章指出，光延时线在相控阵天线系统中扮演着关键角色，它能克服传统电相移器系统存在的问题，如孔径效应和渡越时间限制，提供大范围扫描角下的高瞬时带宽，提升雷达的分辨率、识别能力和多目标成像能力，同时减少电磁干扰，简化系统结构和减小体积。集成光波导技术，特别是采用微环谐振腔的光延时线，能够实现皮秒级的延时分辨率，这在满足高雷达工作频率需求方面具有潜力。 传统延时线通过物理长度改变实现延时，但这种方式可能导致结构复杂性增加、插入损耗上升和功耗增大。相比之下，微环谐振腔利用光的共振性质，允许光波在环状腔内多次反射，从而实现更高的延时精度且不牺牲延时范围。研究者通过优化设计方法，设定了目标延时为0.6ns，延时带宽为2GHz，延时抖动品质因子小于1×10-3ns²的四环级联波导微环谐振腔光延时线，这表明他们在追求高性能的同时，也考虑了实际应用中的关键参数。 本文的核心内容是探讨微环谐振腔在集成波导光延时线中的应用，如何通过优化设计实现高延时分辨率、大延时范围以及低损耗，这对于提升光学相控阵天线系统的技术水平具有重要意义。