集成微波光子技术

集成微波光子技术通过微波光子器件的集成，可显著降低微波光子系统的体积、质量和功耗，是微波光子学的主要发展方向之一。本书系统介绍集成微波光子芯片的原理设计、芯片制备和封装测试技术，并对面向微波光子信号产生、处理和传输等不同功能的集成微波光子芯片的研究进展进行了详细的梳理和总结。

本书适合从事集成微波光子技术教学和研究的科研工作者、工程技术人员、研究生和高年级本科生阅读和参考。

丛书序
序
前言
第1章 绪论 1
参考文献 5
第2章 微波光子学基础 7
2.1 引言 7
2.2 微波光子链路 7
2.3 微波光子技术的主要应用 12
2.3.1 微波光子信号产生技术 12
2.3.2 微波光子滤波 17
2.3.3 光子真时延与波束成形 20
2.3.4 微波光子频谱侦测 21
2.3.5 基于微波光子的模数转换 22
参考文献 24
第3章 微波光子器件与集成技术 30
3.1 引言 30
3.2 半导体激光器与激光阵列 30
3.2.1 半导体激光器基本原理 31
3.2.2 波分复用技术与多波长激光阵列.33
3.2.3 大规模重构–等效啁啾精准激光器阵列 .36
3.3 电光调制器 41
3.3.1 铌酸锂薄膜电光调制器 42
3.3.2 III-V族电光调制器 52
3.3.3 硅基电光调制器 61
3.4 光电探测器 74
3.4.1 探测器芯片的基本概念 74
3.4.2 光电探测器基本结构与工作原理.76
3.4.3 UTC探测器芯片 80
3.5 集成无源光器件 85
3.5.1 光学波导理论 85
3.5.2 合分波波导 92
3.5.3 微环滤波器 99
3.5.4 马赫–曾德尔滤波器 104
3.5.5 波导布拉格光栅 106
3.5.6 阵列波导光栅 110
3.6 集成微波光子器件封装 113
3.6.1 异质异构集成技术 113
3.6.2 半导体激光器的封装 128
3.6.3 电光调制器的封装 136
3.6.4 光电探测器的封装 150
参考文献 152
第4章 集成微波光子信号产生芯片 162
4.1 引言 162
4.2 集成化光电振荡器 162
4.2.1 光电振荡器的基本原理 162
4.2.2 单材料体系集成化光电振荡器 169
4.2.3 混合集成光电振荡器 171
4.3 集成化任意波形产生芯片 173
4.3.1 任意波形产生的基本原理 173
4.3.2 线性调频信号产生芯片 174
4.3.3 复杂波形产生芯片 175
4.4 光外差信号产生芯片175
4.4.1 光外差法的基本原理 175
4.4.2 基于光注入的光外差信号产生芯片 177
参考文献 184
第5章 微波光子信号传输 189
5.1 引言 189
5.2 高速光发射与接收模块 191
5.2.1 光发射模块的设计和封装 191
5.2.2 光发射模块关键特性测试与分析 195
5.2.3 基于光发射模块的高速光传输 200
5.3 大动态微波光子射频前端 204
5.3.1 微波光子射频前端基本原理 204
5.3.2 微波光子射频前端的测试结果 207
5.4 稳时稳相传输 214
5.4.1 微波光子稳时稳相传输基本原理 214
5.4.2 主动相位补偿 215
5.4.3 被动相位补偿 218
参考文献 226
第6章 微波光子信号处理芯片 230
6.1 引言 230
6.2 集成微波光子滤波器231
6.2.1 集成非相干微波光子滤波器 233
6.2.2 集成相干微波光子滤波器 237
6.2.3 先进集成微波光子滤波器 244
6.3 可编程微波光子信号处理芯片.244
6.3.1 时间积分器 245
6.3.2 时间微分器 246
6.3.3 希尔伯特变换器 247
6.4 光计算芯片 247
6.4.1 基于光的衍射的光计算芯片 249
6.4.2 基于光的干涉的光计算芯片 249
6.4.3 基于波分复用的光计算芯片 252
6.5 通用光子信号处理器254
6.5.1 前向网络 254
6.5.2 循环网络 255
6.5.3 应用 256
参考文献 258
第7章 集成光延迟线与波束成形 266
7.1 引言 266
7.2 共振式光延迟线 266
7.2.1 微环谐振器光延迟线 266
7.2.2 光栅光延迟线 273
7.3 多波导切换式光延迟线 281
7.3.1 多位可重构型光真延迟线 281
7.3.2 环路存储型光延迟线 287
7.4 波束成形 288
参考文献 289
第8章 频谱感知芯片 291
8.1 引言 291
8.2 硅基频谱感知芯片 293
8.2.1 基于硅基微环谐振器的频谱感知芯片 293
8.2.2 基于硅基相移波导布拉格光栅的频谱感知芯片 295
8.2.3 基于片上四波混频的频谱感知芯片 295
8.2.4 性能优化的硅基频谱感知芯片 298
8.3 基于其他材料体系的频谱感知芯片 308
8.3.1 磷化铟基频谱感知芯片 308
8.3.2 氮化硅基频谱感知芯片 309
8.3.3 硫化物频谱感知芯片 310
8.3.4 混合集成频谱感知芯片 311
参考文献 312
第9章 微波光子多功能系统集成芯片 314
9.1 引言 314
9.2 集成微波光子变频技术 314
9.2.1 微波光子变频技术的基本原理 314
9.2.2 集成微波光子变频芯片 315
9.3 集成微波光子数模转换 319
9.3.1 微波光子数模转换的基本原理 319
9.3.2 集成微波光子数模转换芯片 320
9.4 集成微波光子雷达芯片 322
9.4.1 微波光子雷达 322
9.4.2 集成微波光子雷达芯片原理及应用 323
9.5 微波光子多功能系统集成芯片的发展态势和应用前景 330
参考文献 334
索引 336