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【研究进展】泰勒合成方法产生光学任意波形

发布时间:2016-11-18 09:37

        光学任意波形发生器可以广泛应用于光学系统检测、码型转换、光学脉冲雷达、超宽带信号产生等方面,而采用硅基集成器件实现任意波形产生具有器件体积小、结构紧凑、功耗低,并且与电学集成工艺兼容的优势。以往的任意波形产生方案大多都是基于傅里叶级数展开的原理,将目标波形分解为不同谐波分量的叠加,但需要将不同相邻谐波频率分离和合并,这对硅基工艺制备平台是一大挑战,因此采用其他的波形合成方法,并利用现有的工艺平台开发器件工艺容差大、制备相对简单的集成任意波形产生芯片成为学界追求的目标。
        光电国家实验室光电子器件与集成功能实验室张新亮教授研究团队利用硅基集成器件,采用泰勒合成的方法,实现了任意波形的产生,相关研究成果发表在美国光学学会出版集团旗下的Optics Express杂志 (Photonic arbitrary waveform generator based on Taylor synthesis method,Opt. Express, 2016, 24: 24390-24400),利用在各个支路上制作微环来实现微分运算,单个微环可以实现1阶微分,级联微环就能够实现高阶微分,再通过微型热电极来控制各个支路输出的幅度与相位。该工作实现了任意波形的产生,输出了包括三角脉冲、矩形脉冲、锯齿形脉冲、高斯脉冲、平顶脉冲等常见波形,同时也输出了高斯脉冲的1阶微分结果以验证微分器的正常工作,并对微分器合成的阶数对波形产生的精度做了进一步讨论。
        博士生廖莎莎为该研究论文第一作者,董建绩教授为通讯作者,该工作和丹麦技术大学光子学工程学院丁运鸿博士合作完成。该研究得到了国家自然科学基金,教育部新世纪杰出人才计划,国家优秀博士论文作者基金的支持。


 
1 基于泰勒级数合成的任意波形产生芯片显微图