科研进展简报

超小尺寸的啁啾微波信号发生器

来源:武汉光电国家实验室(筹)    作者:光电子器件与集成功能实验室    发布时间:2017年09月06日

        微波信号在现代的雷达以及民用无线通信领域具有巨大的应用空间。而具有时域啁啾特性的微波信号由于其较大的时域带宽积,而具有更大的应用价值。然而,传统的电学微波信号产生方法由于其较大的体积和复杂的系统,越来越难以满足现代通信设备的需要。利用微波光子学方法的微波产生技术以其大带宽、易调谐、抗电磁干扰等优势,越来越受到瞩目,然而,现有的基于微波光子学技术产生啁啾微波信号的技术大多是基于分立的光纤系统的,难以集成化,少数可集成的方案有其尺寸较大,设计较为复杂等问题。

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图1 线性啁啾微波信号产生芯片的SEM图

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图2 芯片所产生的高质量啁啾微波信号

        针对以上问题华中科技大学武汉光电国家实验室的张新亮、董建绩教授和博士生严思琦等人,创新性地提出了利用光子晶体波导的慢光效应实现啁啾微波信号的产生。经过试验验证,该芯片的尺寸仅为0.096 mm2,是迄今为止最小的啁啾微波信号发生器(如图1所示),所产生的啁啾微波信号质量较高,时间带宽积最可高达到30(如图2所示)。这一研究发现可直接应用于未来大规模集成的硅基微波光子学芯片上,对微波信号的产生技术有着极大的推动作用。

2017年9月1日,该成果以题目“Photonic linear chirped microwave signal generation based on the ultra-compact spectral shaper using the slow light effect”在线发表在美国光学学会(OSA)旗下杂志Optics Letter上(Volume 42,Issue 17, Pages 3299-3302)。该工作受到了国家优秀青年科学基金,国家自然科学基金,国家重点高级光通信实验室开放基金和教育部新世纪人才计划的支持。