光电国家实验室成功实现目前世界最高Q值的微波光子学滤波器

近年来，用光学方法处理微波和毫米波信号引起了广泛关注。相对于传统纯粹电学微波电路，微波光子学滤波器具有很多优点，比如低损耗、宽带宽、抗电磁干扰、可调谐以及重构性比较好等。它可以直接在光域里对微波或者毫米波信号进行处理，能够融合到光纤通讯系统和光学光纤网络中。增加微波光子学滤波器的Q值是人们一直努力追求的目标之一。一般用级联方法增加Q值，目前已经报道滤波器的级联大都是有源（IIR）滤波器和无源（FIR）滤波器的级联。由于两个IIR滤波器中光信号之间的干涉，无法获得稳定的滤波器频率响应，因而，到目前为止，IIR滤波器和IIR滤波器的级联还没有人报道过。IIR滤波器和IIR滤波器的级联一直以来是微波光子学滤波器的一大挑战。武汉光电国家实验室（筹）光电子器件与集成研究部张新亮教授、徐恩明博士生、黄德修教授等近期提出在其中一个IIR滤波器中引入波长转换成功克服了两个IIR滤波器中光信号之间的干涉，获得了稳定的滤波器频率响应，解决了两个IIR滤波器不能级联的难题。波长转换是利用半导体光放大器（SOA）的放大自发辐射（ASE）的交叉增益调制（XGM）来实现的。通过适当设置两IIR滤波器的不同FSR，由于游标卡尺效应，级联后的自由谱范围（FSR）大幅地增加，从而使Q值大幅度地增加，可以达到3338，根据公开披露的文献资料，这是目前世界上最高的Q值，将极大促进微波光子学滤波器的研究工作。 l9n$cv^  
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该项工作得到国家重大基础研究计划973项目（2006CB302805）和教育部新世纪优秀人才计划（NCET-04-0715）的支持，研究结果发表在Optics Letters（vol.35,No. 8,2010:pp1242-1244）上。论文评阅人认为，上述研究成果是“impressive and useful to RF community… increase the Q value significantly”。