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微波频率梳(MFC)是一种由等间距分布的离散微波频率分量构成的信号,它不仅具有微波信号的穿透性、选择性加热、热惯性小、似光性、信息性和非电离性等优点,而且相比于单个微波信号,其频带宽度更宽、包含的微波分量更多,所以在高速光通信、医疗、测量、工业加工和遥感等多个领域都有着重要的应用。目前,MFC产生方案主要分为电学和光学两大类。电学方法由于电子技术的带宽限制,产生的MFC带宽一般为几GHz或几十GHz,且很难向更高频带扩展。而光学方法不仅突破了电学方式带来的带宽限制,而且相比于电学方式在信噪比和能量损耗方面均具有优势,所以利用光学方式产生MFC技术也成为了国内外学者研究的热点。本文围绕高性能MFC的产生技术进行了研究,具体工作如下。提出了基于级联多量子阱电吸收调制器(MQW-EAM)和频率调制器(FM)产生可调谐MFC的方案。对该方案进行理论模型建立之后,利用光通信系统设计软件Optisystem仿真研究了光源的线宽以及输入光功率、射频驱动(RF)信号的频率、FM的频率偏移量、掺铒光纤放大器(EDFA)的小信号增益和光电探测器(PD)的响应度对产生的MFC信号的影响。结果表明,改变RF信号的频率大小,可实现MFC信号的频率间隔在5~20GHz之间调谐,提高了本方案的应用灵活性;FM的频率偏移量对MFC信号的频谱带宽影响较大;输出的MFC信号对输入光源的线宽不敏感;适当地提高光源的输入功率、EDFA的小信号增益或PD的响应度有利于输出平均功率较高的MFC信号。通过对器件参数的调节和优化,产生了频谱带宽达300GHz的MFC,其平均功率为-36.82dBm,平坦度为8.72dB。提出了基于临界状态下的MQW-EAM产生超平坦可调谐MFC的方案。对该方案进行理论模型建立之后,利用光通信系统设计软件Optisystem仿真研究了光源的线宽以及输入光功率、RF信号的频率和电压、MQW-EAM的偏置电压、EDFA的小信号增益和PD的响应度对产生的MFC信号的影响。结果表明,通过调节RF信号的频率可实现MFC的频率间隔在5~20GHz之间调谐,提高了本方案的应用灵活性;本方案对于输入光源的线宽不敏感;通过合理调节输入光功率、RF信号的电压、EDFA的小信号增益和PD的响应度等参数,可以提高MFC的性能。通过对器件参数的调节和优化,产生了频谱带宽达300GHz的MFC,其平均功率为-29.86dBm,平坦度为0.02dB。