Gaussian-shaped Optical Frequency Comb Generation for Microwave Photonic Filtering
仅使用电光调制器，我们产生了41线的10 GHz高斯型光学频率梳。我们使用这种梳演示切趾微波光子滤波器大于43 dB的旁瓣抑制，而不需要一个脉冲整形器。
2011-04-21 physics.optics
A Monolithic Integrated Microwave Photonics Filter
为了满足无线网络中不断增长的传输容量需求，将需要向射频频谱中的更高区域发展，减少小区尺寸，并在基站处采用更紧凑，灵活和节能的设备，能够平滑地连接无线电和光纤段。具有全功能微波光子系统的光子芯片是实现这些目标的有希望的候选者。在过去的几年里，许多集成微波光子芯片已经报道了不同的技术。然而，据我们所知，它们都没有完全集成所有所需的有源和无源元件。在这里，我们报告了有史以来第一次演示的微波光子可调谐滤波器完全集成在磷化铟芯片和封装。该芯片实现了一个可重构的射频光子滤波器，它包括所有需要的元件，如激光器，调制器和光电探测器，其响应可以通过控制电流来调谐。该演示是迈向紧凑和完全可编程的集成微波光子处理器可行性的基本步骤。
2016-12-21 physics.optics
Quantum microwave photonic mixer with a large spurious-free dynamic range
微波混频作为微波光子学的基本功能之一，在现代雷达和无线通信系统中起着至关重要的作用。然而，系统中常用的强度调制通常导致许多受欢迎的应用的无杂散动态范围（SFDR）不足。量子微波光子学技术为改善高次谐波失真的无杂散动态范围提供了一种很有前途的解决方案。在本文中，我们提出了两种类型的量子微波光子混频器的强度调制器的配置的基础上：级联型和并联型。利用非局域RF信号编码能力，这两种类型的量子微波光子混频器不仅表现出双通道输出的优势，而且在SFDR方面也有显着改善。具体而言，并联型量子微波光子混频器的SFDR值达到了113.6 dB.Hz1/2，比级联型量子微波光子混频器的SFDR值提高了30 dB。当与经典的微波光子混频器相比，这种增强达到了显着的53.6 dB的转换损耗为8 dB的代价。这些结果突出了量子微波光子混频器在微波和毫米波系统领域的优越性。进一步应用多光子频率纠缠源作为光载波，量子微波光子混频器所赋予的双通道微波频率转换能力可以扩展到增强雷达网系统所必需的多路微波混频性能。
2024-07-03 physics.optics quant-ph
Coherent resonant Ka-band photonic microwave receiver
我们提出了理论和实验证明在35 GHz的载波频率工作的相干微波光子接收机。该器件基于耦合到微波带状线谐振器的钽酸锂或钽酸锂光学回音壁模式谐振器。微波本机振荡器与微波信号一起馈入微波谐振器。我们表明，这种接收机的灵敏度显着超过了基于相同技术的非相干二次接收机的灵敏度。如果采用低噪声激光器，相干接收机在5MHz波段的动态范围可超过100dB。
2008-06-19 physics.optics
Photonic Generation of High Power, Ultrastable Microwave Signals by Vernier Effect in a Femtosecond Laser Frequency Comb
通过光学频率梳将超稳激光器的光学频率划分到微波频率范围允许产生具有前所未有的高光谱纯度和稳定性的微波信号。然而，如果不使用外部光学频率梳重复率倍增装置，则所产生的微波信号将遭受非常低的功率电平。本文报道了在双定向耦合器分插光纤环形谐振器中利用游标效应和光谱选择滤波来提高梳状重复频率和产生高功率微波的理论和实验研究。研究集中在两个选择性滤波方面：频率梳的不需要的光学模式的高抑制和传输的理想模式与尽可能低的损耗。此外，特别考虑了谐振腔输出端的频率梳稳定性和线宽的守恒。因此，一个纤维环谐振器的设计，制造和表征，并提出了一种技术来稳定谐振器的谐振梳。一个显着的功率增益实现了光子产生的拍音在10 GHz。本文还讨论了提高这种概念验证装置性能的途径。
2018-02-01 physics.ins-det physics.optics
Sub-femtosecond absolute timing precision with a 10 GHz hybrid photonic-microwave oscillator
我们提出了一种光电方法来产生高光谱纯度的微波信号。通过规避散粒噪声和工作在基本的热极限附近，我们证明了10 GHz的信号与420阿秒（1 Hz- 5 GHz）的单个混合振荡器的绝对定时抖动。
2012-05-05 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Tunable narrowband microwave photonic filter created by stimulated Brillouin scattering from a Silicon nanowire
我们展示了第一个功能的信号处理设备的基础上受激布里渊散射的硅纳米线。我们仅使用1 dB的片上SBS增益来创建具有48 dB抑制、98 MHz线宽和6 GHz频率调谐的RF光子陷波滤波器。该器件在片上微波信号处理中具有潜在的应用价值，为研制第一个CMOS兼容的高性能射频光子滤波器奠定了基础。
2015-06-25 physics.optics
High-Q/V air-mode photonic crystal cavities at microwave frequencies
我们目前的结果，光子微波谐振器的设计和制造在17.4 GHz的记录高品质因数（Q = 26,400）在室温下超过一个立方波长的模式体积。腔体被独特地设计成使其电场集中在空气中，这允许有效地耦合到自由空间，并促进与气态原子系统和流体的相互作用。
2011-01-28 physics.optics
Band structure of a two dimensional metallic photonic crystal and the experimental observation of negative refraction in the microwave region
本文利用有限差分法计算了光子晶体的横磁光子带隙图。这种方法的策略是用有限差分法来表示麦克斯韦方程组，以便编写计算代码。我们目前的实验，确认的光子带图的计算的有效性，以及这种结构的折射inconsistency。所有的计算都是针对二维金属光子晶体进行的。
2011-09-01 physics.optics
Phase noise of a microwave photonic channel: direct-current versus external electro-optic modulation
对比微波光子通道中外部电光调制与激光器直接调制的相位噪声，发现EOM受背景噪声限制相位闪烁更低，而直接调制噪声随偏置电流变化更高。
2023-11-19 physics.ins-det physics.optics
Surface acoustic microwave photonic filters on etchless lithium niobate integrated platform
绝缘体上的钛酸锂材料由于具有超低损耗的波导和高效的光调制能力而成为集成微波光子学的一个很有前途的平台。微波滤波器的芯片级集成对于5G/6 G无线通信中的信号处理至关重要。本文利用连续介质中的束缚态原理，在无刻蚀的钛酸锂集成平台上实现了低损耗波导，并在其上实现了高性能的微波光子滤波器。这些微波光子滤波器包括一个高品质的光子微腔调制的压电激励表面声波。声学时间延迟从21到106 ns和带宽窄至0.89 MHz的通带中实现了在千兆赫频率下工作的制造的滤波器。我们的演示可能会在锂酸盐集成平台上开辟新的应用，例如光通信，信号处理和光束控制。
2022-09-16 physics.app-ph physics.optics
Discovery of dissipative microwave photonic solitons
耗散孤子依赖于非线性、色散和增益与损耗的双重平衡，能产生稳定性好、频谱包络光滑的超短脉冲和宽带频率梳，因而在光学领域引起了广泛的关注。在这里，我们观察到一种新的耗散孤子在微波光子学，产生宽带可调谐跳频微波信号与快速的频率切换速度。耗散微波光子孤子是通过微波光子谐振腔中非线性增益饱和和线性滤波以及增益和损耗的双重平衡实现的。观察到了不同脉冲宽度、重复率和每往返时间内孤子数的耗散孤子的产生，以及相应的宽带可调谐跳频微波信号。这项工作为基于微波光子学中孤子原理的信号产生、处理和控制开辟了新的途径，在现代雷达、电子战系统和电信等许多应用中具有巨大的潜力。
2020-09-17 physics.app-ph physics.optics
Integrated Microwave Photonics True-Time Delay Signal Processor
针对未来微波通信系统需求，本文提出可扩展硅基信号处理器，集成高速任意波形生成、可调带宽滤波和超宽带波束成形等先进功能，在规模和性能上均有提升，推动大规模多功能光子系统发展。
2025-02-12 physics.optics
Frequency agile microwave photonic notch filter with anomalously-high stopband rejection
本文报道了一种新型的微波光子陷波滤波器，它具有很窄的隔离带宽（10 MHz）、良好的阻带抑制（> 60 dB）、宽的频率调谐（1-30 GHz）和灵活的带宽可重构性（10-65 MHz）。这种记录性能是通过使用电光调制器和光学滤波器的边带幅度和相位控制的新概念实现的。这一新概念使有源MWP陷波滤波器能够实现节能操作，并开辟了使低功率纳米光子器件成为高性能RF滤波器的途径。
2013-08-06 physics.optics
New opportunities for integrated microwave photonics
光子集成的最新进展将微波光子技术推向了新的高度。混合材料平台的接口能力，以增强光-物质相互作用，导致超小型和高带宽电光调制器，频率合成器的发展具有最低的噪声，芯片信号处理器的数量级增强光谱分辨率。另一方面，大批量半导体处理的成熟最终使光源、调制器和检测器完全集成在单个微波光子处理器芯片中，并开创了具有多功能和可重构性的复杂信号处理器的诞生。在这里，我们回顾这些最新的进展，并讨论这些新的前沿通信和信息处理的短期和长期应用的影响。我们还将展望集成微波光子学与其他领域（包括量子和神经形态光子学）交叉的未来前景。
2018-10-05 physics.app-ph physics.optics
Si3N4 ring resonator-based microwave photonic notch filter with an ultrahigh peak rejection
我们报道了一种简单的微波光子信号处理技术，该技术允许使用具有浅陷波的光学滤波器来呈现具有非常高的抑制水平的微波陷波滤波器。我们采用低损耗、可调谐的Si 3 N4光学环形谐振器作为光滤波器，实现了峰值抑制大于60 dB、高分辨率可调谐带宽为247-840 MHz、陷波频率可调谐范围为2-8 GHz的MWP陷波滤波器。据我们所知，这是集成MWP滤波器的峰值抑制和分辨率的组合记录。
2013-08-13 physics.optics
Microwave Controlled Photonic Spin Hall Effect in Atomic System and Microwave Electrometry
Pakistan Institute of Engineering and Applied Sciences (PIEAS)（巴基斯坦工程与应用科学研究所）；Center for Mathematical Sciences, PIEAS（PIEAS数学科学中心）
通过微波场调控Λ型原子系统中的光子自旋霍尔效应，实现其大小和角度位置的控制，为量子传感和光学开关提供新方法。
2026-09-09 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Programmable multifunctional integrated microwave photonic circuit on thin-film lithium niobate
针对微波光子链路集成化、高性能和多功能的挑战，首次基于薄膜铌酸锂强度调制器和可编程级联微环谐振器实现可调谐陷波滤波器，兼具高集成度等多性能优势与双频段滤波、干扰抑制功能，推动相关系统实用化。
2024-11-27 physics.app-ph physics.optics
Optically locked low-noise photonic microwave oscillator
National Laboratory of Solid State Microstructures, School of Electronic Science and Engineering, College of Engineering and Applied Sciences, School of Physics, Research Institute of Superconductor Electronics (RISE) & Key Laboratory of Optoelectronic Devices and Systems with Extreme Performances of MOE, Key Laboratory of Intelligent Optical Sensing and Manipulation, Ministry of Education, and Collaborative Innovation Center of Advanced Microstructures, Nanjing University（南京大学）；Key Laboratory of Semiconductor Display Materials and Chips, Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所）；Nanzhi Institute of Advanced Optoelectronic Integration（南智先进光电子集成研究院）；State Key Laboratory of Optoelectronic Materials and Technologies, School of Electronics and Information Technology, Sun Yat-sen University（中山大学）；Purple Mountain Laboratories（紫金山实验室）
本研究提出一种光学锁定低噪声光子微波振荡器，通过双激光自注入锁定方案实现高Q值腔体，达到10.4 GHz低噪声微波生成，突破光子微波集成技术瓶颈。
2026-02-10 physics.optics
Microwave filtering using forward Brillouin scattering in photonic-phononic emit-receive devices
微波光子系统因其在高频和极宽带宽上处理信号的能力而引人注目，作为下一代通信和雷达技术的基础。然而，许多应用还需要窄带$(\sim\text{MHz})$滤波操作，这对于使用光学滤波技术来实现是具有挑战性的，因为这需要超高品质因数$(\sim 10^8)$光学谐振器的可靠集成。解决这一挑战的一种方法是利用长寿命的声共振，利用其窄带频率响应来过滤微波信号。在本文中，我们研究了新的策略，利用微波光子信号处理平台内的窄带声响应，通过使用光-声耦合。我们的信号处理方案是基于最近演示的光子-声子发射器-接收器设备，其使用布里渊相互作用在光域和声域之间传输信息，并产生微波信号的窄带滤波。为了了解使用这种器件技术的最佳方式，我们研究了使用这种滤波方案的微波光子链路的特性。我们从理论上分析了这种微波-光子链路的噪声特性，并为这种系统的设计和优化探索了参数空间。
2020-01-08 physics.app-ph physics.optics
A versatile quantum microwave photonic signal processing platform based on coincidence window selection technique
本文提出基于符合窗口选择的QMWP信号处理平台，利用纠缠双光子的非局域射频映射，实现可调移相、最多15抽头滤波和光子射频混频。
2024-07-03 physics.optics quant-ph
Reconfigurable Microwave Photonic Topological Insulator
使用全三维有限元模拟和下划线的哈密顿模型，我们证明了可重构光子类似物的拓扑绝缘体上的可调杆在一个可重入的三维集总元件类型系统的规则晶格。可调谐性允许介质手性和其他性质的动态{ \it原位}变化，通过改变所有柱的相同参数，因此，在选择体/边缘配置方面具有很大的灵活性。此外，单向光子输运没有外部磁场证明。通过使用全有限元模拟以及简化的谐振子模型来说明这些想法。动态可重构性的建议系统铺平了道路，一类新的系统，可用于随机访问，拓扑信号处理和传感。
2016-11-16 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
Photonic Angle-of-arrival Measurement of a Microwave Signal with Range Selectivity and SNR Enhancement
提出了一种用于微波信号到达角（AOA）测量的新型并行光延迟检测器（PODD），它具有选择性测量范围和信噪比（SNR）增强的特点。实验证明，PODD使用双并联马赫-曾德尔调制器。对噪声鲁棒性增强进行了实验研究。基于提出的PODD，测量误差为全范围可以小于0.02弧度（0.71%的全测量范围）。
2013-11-18 physics.optics
Experimental studies of the internal Goos-Hanchen shift for self-collimated beams in two-dimensional microwave photonic crystals
实验研究了自准直光束在二维光子晶体表面反射时所观察到的古斯-汉臣效应，并描述了一种通过表面工程控制光束反射的方法。由氧化铝棒制成的微波光子晶体，通过改变反射表面处的棒直径，允许控制经历内部古斯-汉臣位移的反射光束的输出位置。实验数据与时域有限差分数值计算结果吻合较好。
2008-08-12 physics.gen-ph physics.optics
Linearized Integrated Microwave Photonic Circuit for Filtering and Phase Shifting
光子集成、高级功能、可重构性和高RF性能是集成微波光子系统中仍然难以同时实现的关键特征。在这项工作中，我们展示了一个集成的微波光子电路，可以重新配置为两个不同的RF功能，即，可调谐陷波滤波器和移相器。我们实现了$>$ 50 dB高消光陷波滤波器在6-16 GHz和2 $π$连续可调相移在12-20 GHz的频率。与此同时，我们实现了片内线性化技术，使两种功能的无杂散动态范围均超过120 $\rm{dB}\cdot \rm{Hz}^{4/5}$。我们的工作在一个光子集成电路中结合了多功能和线性化，为具有非常高性能的可重构RF光子前端铺平了道路。
2023-02-26 eess.SP physics.app-ph physics.optics
Multi-Channel Microwave-to-Optics Conversion Utilizing a Hybrid Photonic-Phononic Waveguide
本文提出并演示了基于薄膜铌酸锂混合光子-声子波导的行波架构，实现首个多通道微波-光学相干转换，带宽超40纳米和250兆赫，室温内效率2.2%，支持九通道并行，助力量子计算与雷达应用。
2025-09-12 physics.optics
Nanophotonic cavity optomechanics with propagating phonons in microwave Ku band
研究了微波Ku波段多光子纳米腔与传播机械波的边带分辨耦合。相干和强的光子-声子相互作用表现为光机械诱导的透明和吸收，以及多腔中的相位相干相互作用。在回声室内，它示出了声子脉冲可以与嵌入的纳米腔多次相互作用。我们的器件提供了一个可扩展的平台，用于微波光子学和量子光子学的光学机械耦合声子和光子。
2015-07-03 physics.optics
Multifunctional photonic integrated circuit for diverse microwave signal generation, transmission and processing
微波光子学（MWP）研究微波和光波之间的相互作用，以产生、传输和处理微波信号（即，三个关键领域），利用现代光子学提供的宽带宽和低损耗的优势。利用光子集成电路（PIC）的集成MWP可以实现紧凑、可靠和绿色的实现。然而，大多数PIC是最近开发的，用于执行限制在单个域内的一个或多个功能。在本文中，作为高度期望的，一个多功能的PIC提出了涵盖这三个关键域。PIC是在InP平台上通过单片集成四个激光二极管和两个调制器制作的。使用多功能PIC，七个基本功能的微波信号产生，传输和处理的实验证明。同时，还进行了高速铁路电磁环境监测的室外试验。这种PIC的成功标志着实际和大规模MWP实施的关键一步。
2019-03-26 physics.app-ph physics.optics
Photonic RF and microwave reconfigurable filters and true time delays based on an integrated optical Kerr frequency comb source
我们展示了先进的横向射频（RF）和微波功能的基础上产生的集成微环谐振器的克尔光梳源。我们实现了极高的性能，光学真时间延迟，旨在可调相控阵天线的应用，以及可重构的微波光子滤波器。我们的结果与理论相符。我们表明，我们的真实时间延迟将产生一个相控阵天线的功能，包括高角分辨率和宽范围的波束转向角，而微波光子滤波器具有高Q值因子，宽带可调谐性，和高度可重构的滤波形状。这些结果表明，我们的方法是一个有竞争力的解决方案，实现可重构，高性能和潜在的低成本的射频和微波
2018-01-31 physics.app-ph physics.optics
Microwave Photonics for Space-Ground Connectivity
本文提出首个单片集成硅光子芯片，融合微波真时延与光学相控阵波束赋形及相干收发，实验实现双频二维波束扫描和5米链路中微波10 Gbps、近红外每波长80 Gbps的无差错传输，为星地高吞吐互联提供紧凑双频收发平台。
2025-09-22 physics.optics
Photonic microwave generation with high-power photodiodes
我们利用和表征高功率，高线性度的修改的单行进载波（MUTC）光电二极管的低相位噪声的光子微波产生的基础上的光频分。当用来自重复率倍增的千兆赫钛宝石锁模激光器的皮秒脉冲照射时，光电二极管可以实现+14 dBm的10 GHz信号功率。使用这些二极管，产生的10 GHz微波音调具有小于500阿秒的绝对积分定时抖动（1 Hz-10 MHz）和-177 dBc/Hz的相位本底噪声。我们还表征了MUTC光电二极管的电响应、幅相转换、饱和和残余噪声。
2013-02-24 physics.atom-ph physics.optics
Photonic microwave signals with zeptosecond level absolute timing noise
射频的光子合成通过其诱人的能力将光学的好处传达到微波世界，重新唤起了对无与伦比的微波纯度的追求。在这项工作中，我们通过基于低噪声光纤的频率梳和尖端的光电检测技术在光学参考和微波信号之间进行高保真的频率稳定性传输。我们演示了最纯净的微波信号的产生，其频率分数稳定度在1 s时低于6.5 x 10^-16，时序本底噪声低于41 zs.Hz^-12（对于12 GHz载波，相位噪声低于-173 dBc.Hz^-1）。这超越了现有的来源，并承诺一个新的时代，为国家的最先进的微波发电。通过建立两个辅助的低噪声光电微波基准源，并采用具有最低检测噪声的外差互相关方案，实现了该特性的表征。这种前所未有的纯度水平可以影响雷达系统、电信和时频计量等领域。此外，这里开发的测量方法可以有利于表征广泛的信号，超越基于梳状的系统。
2016-10-05 physics.optics
Low power, chip-based stimulated Brillouin scattering microwave photonic filter with ultrahigh selectivity
高选择性、可重构微波滤波器在射频信号处理中具有重要意义。微波光子（MWP）滤波器特别令人感兴趣，因为它们提供灵活的重新配置和比电子滤波器高一个数量级的频率调谐范围。然而，迄今为止，所有MWP滤波器都受到关键参数（如调谐范围、分辨率和抑制）之间的权衡的限制。在集成MWP滤波器的情况下，这个问题更加严重，阻碍了通向紧凑、高性能滤波器的道路。在这里，我们展示了第一款基于芯片的MWP带阻滤波器，具有超高抑制、MHz范围内的高分辨率和0-30 GHz频率调谐功能。这种记录性能是通过使用来自紧凑型光子芯片的超低布里渊增益和光学谐振辅助RF信号消除的新方法来实现的。研究结果指出了为无线通信和国防应用创建节能和可重新配置的集成MWP信号处理器的新方法。
2014-12-13 physics.optics
Microwave photonics with superconducting quantum circuits
在过去的20年里，超导量子线路在实验和理论上都取得了令人瞩目的进展，它为操纵微波光子提供了一个平台。微波光子学和量子信息处理中的许多新现象推动了超导量子微波电路这一新兴领域的发展。例如，超导量子线路与单个微波光子之间的相互作用可以达到强耦合、超强耦合甚至深强耦合。许多高阶效应，不寻常的和不太熟悉的传统腔量子电动力学与自然原子，已被实验观察到，例如，巨克尔效应、多光子过程和单原子引起的微波光子双稳态。这些发展可能会导致更好地理解量子力学的反直觉性质，并加快从微波光子学到超导量子信息处理的应用。本文综述了超导量子线路在微波光子学中的实验和理论进展。我们希望这次全球审查能够为这个快速发展的领域提供有用的路线图。
2017-10-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Experimental demonstration of self-collimation beaming and splitting in photonic crystals
实验研究了二维微波光子晶体中光束的自准直和分裂。利用由氧化铝棒制成的微波光子晶体，我提出了一个早期理论建议的原理实验证明[A。马修斯等人，光学通信279，313（2007）]的基于自准直效应的光子晶体分束器。
2008-09-01 physics.optics
Acousto-optic modulation of a photonic crystal nanocavity with Lamb waves in microwave K band
集成纳米机电换能器和纳米光子器件可能使新的声光器件达到前所未有的高频率和调制效率。在这里，我们演示了声光调制的光子晶体纳米腔使用兰姆波频率高达19 GHz，达到微波K波段。该器件是在悬浮氮化铝膜中制造的。声波的激发是用周期小至300 nm的叉指换能器实现的。将声波和光波都限制在膜的厚度内导致新器件中的声光调制效率比在先前的表面声波器件中获得的声光调制效率提高。我们的系统展示了一个新的可扩展的光学机械平台，在那里可以探索腔限制的光子和高频旅行声子之间的强声光耦合。
2015-08-07 physics.optics
Photonic Microwave and RF Channelizers using Kerr Micro-combs
我们回顾了最近的工作，宽带RF信道的基础上集成的光频率克尔微梳结合无源微环谐振器滤波器，与微梳具有200 GHz和49 GHz的信道间隔。这种实现RF信道器的方法为微波信号检测的广泛应用提供了降低的复杂性、尺寸和潜在成本。
2021-04-13 physics.app-ph physics.optics
Transmission properties of microwaves at an optical Weyl point in a three-dimensional chiral photonic crystal
对三维逐层手征性光子晶体（PhC）进行了微波传输测量，其光子能带结构包含3D奇异点（外尔点）。对于频率和波矢在附近的Weyl点，透射强度被发现是成反比的传播长度的平方。此外，即使对于点源入射，透射波在平行于PHC层的平面中也是良好准直的。当平面波入射到含有金属散射体的光子晶体上时，透射后的平面波阵面被重建，表明存在隐身效应。
2021-10-19 physics.app-ph physics.optics
Synchronization of two DFB lasers using frequency-shifted feedback for microwave photonics
对两台半导体DFB激光器在频移交叉注入和自反馈下的相位同步进行了数值和实验研究。基于单片DFB激光器的专用设置允许在广泛的参数范围内有效地将两个激光器的频率差锁定在外部基准上。与延迟速率方程模型一致，它表明，锁定的光反馈相位的敏感性是通过使用强交叉注入减轻，从而铺平了道路，微波光子学的应用。也可以观察到其他同步动力学，例如有界相位振荡。
2019-01-05 physics.app-ph physics.optics
Nanophotonic soliton-based microwave synthesizers
微波光子技术将载波向上移动到光域，以大大减少的分数带宽促进超宽带电子信号的生成和处理，与传统电子产品相比，有可能实现更优越的性能。对于微波光子应用，如滤波器，相干雷达，亚噪声检测，光通信和低噪声微波产生，频率梳是关键的构件。凭借孤子微梳，频率梳现在可以使用CMOS兼容的光子集成电路，低功耗和低噪声工作，并已在系统级的演示。然而，目前开发的光子集成微梳都以显著超出常规电子器件可以检测和处理的重复率操作，从而使其在微波光子学中的用途更加复杂。在这里，我们展示了集成的孤子微梳工作在两个广泛采用的微波波段，X和K波段。这些器件可以在3 dB带宽内产生300多条梳状线，并在10 kHz（1 MHz）偏移频率下产生相位噪声水平低于105 dBc/Hz（140 dBc/Hz）的微波信号，与现代电子微波合成器相当。此外，孤子脉冲流可以被注入锁定到微波信号，从而在与硅基激光器兼容的功率水平（<150 mW）下实现无致动器的重复频率稳定、调谐和微波光谱纯化。我们的研究结果建立光子集成孤子微梳作为可行的集成低噪声微波合成器。此外，低重复率对于未来密集WDM信道生成方案是关键的，并且可以显著降低光子集成频率合成器和原子钟的系统复杂度。
2019-11-25 physics.app-ph physics.optics
A proof-of-principle demonstration of quantum microwave photonics
随着微波光子学的快速发展，它已经扩展到许多具有商业重要性的应用，消除新出现的瓶颈变得至关重要。例如，作为微波光子学的主要分支，光纤无线电技术提供了高带宽、低损耗和长距离的传播能力，促进了从电信到无线网络的广泛应用。以超短脉冲作为光载波，进一步赋予了巨大的容量。然而，超短脉冲的宽带宽导致高频RF信号对光纤色散的严重脆弱性。以时间能量纠缠双光子源为光载体，结合单光子探测技术，提出了一种量子微波光子学方法，并进行了实验验证。结果表明，它不仅实现了前所未有的非局域射频信号调制，对超短脉冲载波色散有很强的抵抗能力，而且提供了一种从色散中有效提取射频信号的替代机制。此外，无杂散动态范围的非局部调制和蒸馏的RF信号已显着改善。量子微波光子学方法凭借低定时抖动单光子探测所赋予的超微弱探测和高速处理优势，在现代通信和网络中开辟了新的可能性。
2022-01-28 physics.optics quant-ph
Ultra-wideband integrated microwave photonic multi-parameter measurement system on thin-film lithium niobate
针对传统集成微波光子测量系统带宽不足、仅能测单一参数的问题，研究人员基于TFLN平台构建了集成多参数测量系统，实现60 GHz带宽下的频率、相位、幅度高精度测量及信号时域重构，拓展了TFLN器件的应用场景。
2024-09-12 physics.app-ph physics.optics
Wide-open, high-resolution microwave/millimeter-wave Doppler frequency shift estimation using photonics technology
当今，大范围、高分辨率的多普勒频移（DFS）估计对于雷达、微波/毫米波和通信系统至关重要。利用光子学技术，提出了一种有效的方法，并进行了实验验证，提供了一个高分辨率和频率无关的解决方案。在由两个级联的光电调制器组成的方法中，发射的微波/毫米波信号和接收的回波信号之间的DFS被映射到两个目标光学边带之间的两倍间隔。随后，通过对所生成的低频电信号进行频谱分析来估计DFS，分辨率提高了2倍。在实验中，对10、15和30 GHz的微波/毫米波信号成功地估计了-90 ~90 KHz的频率分布，估计误差小于+/-5e-10 Hz。对于径向速度测量，这些结果揭示了从0到900 m/s（0到450 m/s）的范围和在15-GHz（30-GHz）频带的1 e-11 m/s（5e-12 m/s）的分辨率。
2014-04-08 physics.optics
Integrated Microwave Photonics: From Material Platforms to Systems-on-Chip
Jinan University（暨南大学）；University of Ottawa（渥太华大学）
本文综述集成微波光子学（IMWP）的最新进展，梳理不同材料平台的特性，介绍从孤立器件到多类片上系统的发展，探讨该领域未来需解决的核心问题。
2026-09-04 physics.optics
Chip-scale high-performance photonic microwave oscillator
本文提出芯片级电光频率分频微波振荡器，通过双激光自注入锁定氮化硅谐振器和薄膜铌酸锂电光频率梳，在37.7 GHz载波10 kHz频偏处实现-129 dBc/Hz超低相位噪声。
2024-02-26 physics.app-ph physics.optics
Ultrahigh Dynamic Range and Low Noise Figure Programmable Integrated Microwave Photonic Filter
微波光子学（MWP）在最近的过去已经采用了许多重要的概念和技术，包括光子集成、通用可编程性以及用于增强关键射频性能指标（诸如噪声系数和动态范围）的技术。然而，迄今为止，这些方面还没有在单个电路中同时实现。在这里，我们首次展示了一种多功能集成微波光子电路，该电路可实现片上可编程滤波功能，同时实现了>120 dB.Hz动态范围和15 dB噪声系数的创纪录高关键射频指标，这是以前无法达到的。我们解锁这个独特的功能，通过多功能的复杂频谱剪裁使用一个全集成的调制Transformer和双注入环形谐振器作为多功能光学滤波组件。这项工作打破了传统的集成，功能和性能的分散方法，目前阻止了在实际应用中采用集成的MWP系统。
2022-03-08 physics.app-ph physics.optics
Fully on-chip microwave photonics system
微波光子学（MWP）利用光的巨大带宽来产生、处理和测量宽带微波信号，有望引发信息和通信领域的一场新的革命。在过去的十年中，由于集成光子学的进步，MWP出现了新的机会。然而，尽管在集成度方面取得了重大进展，但包括所有必要的光子和电子组件的完全片上MWP功能系统尚未得到证明。在这里，我们打破现状，并提供一个完整的片上解决方案的MWP系统，通过利用混合集成的磷化铟，硅光子和互补金属氧化物半导体（CMOS）电子平台。应用这种混合集成方法，一个完全基于芯片的MWP微波瞬时频率测量（IFM）系统的实验证明。前所未有的集成度大大提升了整个MWP IFM系统的紧凑性、可靠性和性能，包括宽频率测量范围（2-34 GHz）、超低估计误差（10.85 MHz）和快速响应速度（0.3 ns）。此外，我们将芯片级MWP IFM系统部署到实际的应用任务中，在X波段（8-12 GHz）具有快速变化频率的各种微波信号被实时准确识别。该演示标志着集成MWP发展的一个里程碑，为各种MWP功能系统的小型化和大规模实施提供了技术基础。
2022-02-23 physics.app-ph physics.optics
Photonic RF Channelization Based on Microcombs
本文综述基于集成微谐振器频率梳的微波光子射频信道化技术，总结研究进展、优势、挑战及在片上硅基光子学中的发展前景。
2024-01-18 physics.app-ph physics.optics
Microwave hinge states in a simple-cubic-lattice photonic crystal insulator
该研究在含完整光子带隙的三维光子晶体中通过数值与实验展示高阶拓扑态，设计两种具不同拓扑不变量的立方晶格，证实二维界面拓扑边界态与一维拐角铰链态，微波测量验证其局域化强度。
2023-06-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photonic chip-based low noise microwave oscillator
本文提出基于集成光子芯片的两点光学分频低噪声微波产生方案，利用自注入锁定激光器、微型Fabry–Pérot腔和暗孤子微梳实现20 GHz信号，相位噪声达集成光子系统前所未有的水平。
2023-07-18 physics.app-ph physics.optics
Bidirectional microwave-optical transduction based on integration of high-overtone bulk acoustic resonators and photonic circuits
提出一种将压电致动器单片集成于氮化硅光子电路的三谐振双向微波-光学转换器，在室温下实现宽带高效转换并支持纯光输入生成微波脉冲。
2023-12-13 physics.optics quant-ph
Integrated RF-photonic Filters via Photonic-Phononic Emit-Receive Operations
高性能窄带滤波器的产生对于许多RF信号处理应用具有极大的兴趣。为此，已经证明了用于电子、基于MEMS和微波光子滤波器的许多方案。基于微波光子系统的滤波方案提供了比传统RF滤波器更好的灵活性和可调谐性。然而，这些基于光学的滤波器通常限于GHz宽度，并且通常具有较大的RF插入损耗，这对集成到高保真射频电路构成了挑战。在这篇文章中，我们展示了一种新型的微波滤波器，它结合了微波光子滤波器的吸引人的功能与高Q声子信号处理，使用光子-声子发射-接收过程。通过该过程，在引导光波上编码的RF信号被转换到GHz频率声波上，其中在被重新编码到空间上分离的光学探头上之前，可以通过声学传递函数的成形对其进行滤波。这种发射-接收功能在集成硅波导中实现，产生MHz带宽带通滤波，同时支持微波光子链路中高动态范围所需的低RF插入损耗。我们还展示了创纪录的高内部效率的发射-接收操作的这种类型，并表明，发射-接收操作是唯一适合于创建串行滤波器组的保真度损失最小。这种光子-声子发射器-接收器代表了一种在集成全硅器件中进行低失真信号处理的新方法。
2017-11-17 physics.app-ph physics.optics
Characterization of Long-Term Stable Photonic Microwaves based on a Difference Frequency Comb
本文提出一种基于差频产生频率梳的光学微波生成新方法，被动消除载波包络偏移频率，将光学参考稳定性传递至9.6 GHz，实现超低相位噪声（-147 dBc/Hz@1 kHz），并讨论长期稳定方案，适用于雷达、原子钟和量子技术等精密应用。
2025-04-25 physics.optics
A silicon integrated microwave photonic beamformer
基于光真时间延迟线（OTTDL）的光波束形成网络（OBFN）是解决传统相控阵天线（PAA）波束偏斜带来的带宽限制的有效途径。在这里，我们报告了第一个单片1x 8微波光子波束形成器的基础上，可切换OTTDL的绝缘体上硅平台。该芯片由一个调制器、一个8通道OBFN和8个光电探测器组成，总共包括数百个有源和无源元件。它具有从8到18 GHz的宽工作带宽，比电子PAA大近两个数量级。基于具有测量的RF响应的波束图案计算，波束可以被转向到-75.51°至75.64°范围内的31个可区分的角度。光束转向的响应时间为56 μs。这些结果代表了实现集成微波光子波束形成器的重要一步，可以满足未来雷达和无线通信系统的紧凑尺寸和低功耗要求。
2020-08-02 physics.app-ph physics.optics
