微波光子学研究的进展
面向宽带信息系统的集成微波光子技术研究进展及趋势
-微波光子技术专辑•面向宽带信息系统的集成微波光子技术研究进展及趋势陈智宇，顾杰，周涛，钟欣(电子信息控制重点实验室，四川成都610029)摘要：集成微波光子技术具有宽带性、高速性、小巧性和抗干扰性等一系列优势，是未来宽带信息系统发展的关键技术路径之一。
其中，硅基单片集成和硅基异质集成是集成微波光子技术的两个重要研究内容。
本文通过分析基于硅(Si)、锯酸锂(LiNbO3)和II+V化合物等材料体系的光子单片集成和异质集成器件的研究现状，探讨了集成微波光子系统的发展趋势。
本文认为：面向宽带信息系统，以硅材料为基底，多种材料体系进行异质集成，能够兼容COMS工艺的同时，还能充分发挥各种材料性能优势，因此将会成为未来集成微波光子学的重要发展趋势。
关键词：微波光子；集成器件；单片集成；异质集成中图分类号:TN015文献标志码：A文章编号:1002-8935(2019)04-0001-05doi：10.16540/ll-2485/tn.2019.04.01Technology Progress and Development Trend of Integrated MicrowavePhotonics in Broadband Information SystemsCHEN Zhi-yu,GU Jie,ZHOU Tao,ZHONG Xin(.State Key Laboratory of Electronic Information Control,Chengdu610029,China)Abstract:Integrated microwave photonics(MWP)has been considered a promising technique for future broadband information systems,since it has advantages of broad bandwidth,high speed,small size, and the immunity to electromagnetic interference.Monolithic integration and heterogeneous integration are two important technologies in MWP.This article reviews some progresses in Si-based monolithic integration and heterogeneous integrations of LiNbO3/Si and III-V/Si materials and provides an outlook for the development trend of integrated MWP systems.By heterogeneously integrating different kinds of materials ontosiliconphotonicplatform!COMS-compatibleintegrateMphotonicMevices withhighperformancecan be obtained!which wi l be the key technology of integrated MWP.Key words:Microwave photonics,Integrated device,Monolithic integration,Heterogeneous integra-6on近年来，面向雷达、电子战、通信等应用对带宽、速度、体积、功耗等性能要求的不断提升，电子信息系统向着宽带化、阵列化、小型方向发展[1$3]#但是，现有以电子处理为主的技术受电子器件身理限制（如电子迁移），在系统性能提升上面临着越来越多的瓶颈问题#而微波光子技术一门将微波信号变换到光学域中，通过光学的方法实现信号、处理等过程的交叉学科，具有宽带、高速、小等一系列优势…。
微波光子学中的器件构造与性能研究
微波光子学中的器件构造与性能研究微波光子学是指将微波和光子学有机结合的学科，目的是设计高效、高速、高灵敏度的微波光子器件，应用于通信、雷达、天文学等领域。
在这个领域中，器件构造和性能研究的重要性不可忽视。
本文将讨论微波光子学中器件构造和性能研究的进展。
I. 模式锁定光纤激光器模式锁定光纤激光器是微波光子学中的重要器件之一，由于其优异的调制特性和噪声低的特点，已经逐渐被广泛应用于毫米波和亚毫米波通信系统中。
目前，模式锁定光纤激光器的制造一般采用飞秒激光脉冲模板法（Femtosecond laser pulse inscription）。
II. 光纤环路反馈器光纤环路反馈器是一种通信类光纤传输的重要器件，在微波光子学中也有广泛的应用。
它可以将一束入射光的一部分不断地反射回去，形成一个环路。
当反射光与入射光同相，就会放大能量；反之，就会抑制能量。
该器件的性能取决于光纤的长度、反射率、入射角和相位差等因素。
III. 光纤光栅光纤光栅是微波光子学中另一个重要的器件，广泛应用于光谱、波长转换和波导等领域。
该器件将光传输到纤芯和包层之间的耦合区域，通过调节耦合区域的结构来实现光的反射或透过。
该器件的性能取决于光纤的直径、折射率、耦合区域的长度和强度等因素。
IV. 光纤微环谐振器光纤微环谐振器是一种微型化器件，结构类似于光纤环路反馈器，它将光传输到环路中，并通过调节环路大小和六臂耦合器的调制来实现光谱滤波和波长选择。
该器件的性能取决于光纤环路的尺寸和形状等因素。
V. 利用量子点的微波光子探测器量子点是人工合成的极小尺寸半导体颗粒，具有高度的光电学性质，能够实现光电转换。
利用量子点，可以制造微波光子探测器，这些探测器具有超高的探测灵敏度和高速响应，可以用于雷达和卫星通信等领域。
VI. 结论微波光子学是一个快速发展的领域，其中器件构造和性能研究是关键。
本文介绍了几种常见的微波光子器件，并探讨了它们的结构和性能。
相信，在未来，微波光子学将会继续迎来新的发展和突破，为通信、雷达、天文学等领域带来更多的机遇和挑战。
微波光子学在通信中的应用研究
微波光子学在通信中的应用研究近年来，随着通信技术的发展，微波光子学逐渐成为了研究热点。
微波光子学具有非常高的应用价值，能够解决传统通信技术在大数据传输、高速传输等方面的瓶颈问题。
在通信领域，微波光子学被广泛应用于数据传输、雷达通信、光纤通信等方面。
微波光子学是指将微波信号和光信号相互转换的技术，通过将微波信号传输到光领域中，将传输信号的带宽和传输距离增加，从而提高了通信质量和传输速率。
微波光子学技术可分为光学微波调制、微波光子信号的光学解调、微波光子信号的卷积、光纤光学时延线等几个方面。
光学微波调制是通过使用调制器将微波信号和光信号进行混合，实现对微波信号的调制。
通过这种方法，可以将微波信号加到携带了光载波的光信号上，然后将调制后的信号通过光纤传输到目的地，再将光信号解调成微波信号，从而实现了光和微波信号的相互转换和传输。
这种方法可以有效地提高传输距离和传输速率，保证了传输的高质量和可靠性。
微波光子信号的光学解调是将携带有微波信号的光信号通过光学解调器转换成微波信号的过程。
该技术使得在高速数据传输中，光与微波信号的编码和解码可以直接在光域上完成，从而可以用较低的代价在物理层完成光与微波信号的相互转换及信号处理。
微波光子信号的卷积是指通过混合多路微波信号，将微波信号转化为光信号，再将光信号通过光纤传输到目的地，然后解调成微波信号，在目的地进行信号的重构。
这种技术能够大幅度提高数据传输速度和带宽，达到甚至超过传统通信技术的效果。
光纤光学时延线是通过利用光纤实现长时延的技术，在提高数据传输速度和带宽的同时，实现了数据的稳定传输。
该技术在雷达通信、光纤通信等领域广泛应用。
综合来看，微波光子学的技术能够实现对传输带宽和距离的提高，是传统通信技术的重要补充。
在高速数据传输、全球通信、卫星通信等领域有着广泛的应用前景。
近年来，以微波光子学技术研究为基础的通信产品也逐渐得到市场的认可和接受。
在中国，微波光子学技术的研究和应用也受到了关注。
光电子技术中的微波光子学研究
光电子技术中的微波光子学研究光电子技术是相当繁荣的领域，微波光子学也是光电子技术中的一个重要分支。
它是将微波与光子学相结合的一个跨学科领域，提供了一种完全不同的技术手段，使得在高速通信和雷达探测等方面取得了前所未有的成就和进展。
本文将重点介绍微波光子学研究。
一、微波光子学的定义微波光子学是将微波和光子学结合在一起的科技，它的出现将微波技术与光子技术的优势发挥到了极致，实现了能量的快速转换和传输。
同时，微波光子学不仅可以用来进行高速通信，还可以用于信号处理和测量等多个领域。
二、微波光子学的基本研究领域微波光子学的研究主要集中在两个方面: 研究高速光调制器的电特性和快速光脉冲发生器的特性。
高速光调制器的电特性研究高速光调制器实际上是一种被电压控制的光学器件，其内部通常配置有一组电极。
高速光调制器的主要功能在于实现光信号和电信号之间的转换。
由于高速光调制器的电特性对其性能的影响比较大，因此研究高速光调制器的电特性是目前微波光子学中的重要研究方向之一。
快速光脉冲发生器的特性研究快速光脉冲发生器是一种比较常见的光电子器件，它通常由高速光调制器和倍频器等组成。
快速光脉冲发生器主要用于产生高速光脉冲，并且可以进行时间延迟，这样可以实现光信号的处理。
目前，快速光脉冲发生器主要应用于雷达探测和高速通信等领域。
三、微波光子学在信息通信中的应用微波光子学已经成为信息通信中不可或缺的一部分。
它是实现长距离高速通信和传输的核心技术之一。
目前，微波光子学已经在多个领域得到了广泛应用，例如：光纤通信、高速数据处理、雷达探测、太空通信等等。
四、未来微波光子学的研究方向微波光子学领域的研究和发展一直处于一个不断变化的过程中。
当前，微波光子学的发展方向主要包括两个方面：新材料的研究和新技术的应用。
新材料的研究微波光子学技术的发展需要先进的材料技术作为支撑，因此新材料的研究会是微波光子学研究中非常重要的一环。
建立相应的材料技术体系和相关程序，深入开发和挖掘新材料，将有助于发展出多个新的微波光子学器件。
微波光子雷达最新研究进展
微波光子雷达最新研究进展
微波光子学技术的发展及其在雷达上的应用是雷达领域的一项潜在颠覆性技术，是新一代多功能、软件化雷达的重要技术支撑。
微波光子雷达作为雷达发展的新形态，能有效克服传统电子器件的技术瓶颈，改善和提高传统雷达多项技术性能，为雷达等电子装备技术与形态带来变革。
微波光子技术在电子信息系统中的应用演进
微波光子技术在电子系统中的最初应用形式为光模拟信号传输，即将单个或多个模拟微波信号加载到光载波上并通过光纤进行远距离传输。
近年来，微波光子逐渐从模拟光传输功能演变为包括微波光子滤波、变频、光子波束形成等多种信号处理功能的综合能力。
微波光子学最早的系统层应用是70年代末美国莫哈韦沙漠中的深空网络，它由分布在数十公里内的十多个大型碟形天线组成，这些天线借助光纤传递1.42 GHz超稳定参考信号，并利用相控阵原理像一个巨大的天线一样工作，从而与太空的空间飞船保持通信和跟踪。
近年来，微波光子技术已应用到雷达、电子战、卫星通信、综合射频和深空探测等领域。
微波光子学及其链路研究进展与应用综述
微波光子学及其链路研究进展与应用综述摘要：微波光子学以光子技术为工具，生成、处理、传输微波/毫米波信号，注重微波与光子在概念、器件和系统方面的结合。
微波光子学典型研究包括了微波信号的光产生、处理和转换，微波信号在光链路中的分配和传输等。
微波光子链路技术与传统电子技术相比则具有非常明显的优势：重量轻，易于铺设，抗电磁干扰，低损耗，高带宽等。
本文通过对微波光子链路领域相关文献的阅读与学习，对该领域的研究进展和技术应用进行简要综述。
关键词：微波光子学；微波光子链路；系统应用引言微波光子学(Microwave Photonics, MWP)作为微波与光子技术结合的一种新兴学科，发展迅速。
在过去30年中，微波光子学在理论、器件、关键技术和系统应用层面都取得了进步与发展，某些应用甚至已经实现了实用化。
在船舰、机载、卫星、雷达系统、无线通信等或民用或军用领域的复杂多元化电磁环境中，微波光子信息处理技术的地位日益凸显，有着广阔的应用前景。
微波光子链路（Microwave Photonic Link, MPL）也得益于微波光子学快速的发展与进步而受到广泛地关注与研究。
光生毫米波技术、光纤无线电（ROF）技术、光控相控阵技术等作为微波光子学技术的分支，近年来已成为国内外研究热点。
微波光子链路作为这些技术的重要组成部分，优势明显，在电子战、雷达、遥感探测、无线通信等领域得到广泛应用。
一、微波光子学及微波光子链路的研究进展与研究现状1.1微波光子学及其链路背景光波分复用技术及掺铒光纤放大器（EDFA）出现后，光通信得到迅速发展。
无线通信容量需求也不断发展增加，应用于光纤系统中光发射和接收中的微波技术也在迅速发展。
传统的微波传输介质在长距离传输时具有很大损耗，但光纤系统具有低损耗、高带宽特性，对于微波传输和处理相当具有吸引力。
光纤技术与微波技术相互融合成为一个重要的方向。
理论上说，微波技术和光纤技术的理论基础都是电磁波动理论。
新型射频微波光子学技术及其应用前景
新型射频微波光子学技术及其应用前景射频微波光子学技术是一种新型的光电子技术，它将微波信号和光信号相互转换，使得光和电的能量传输和控制得以实现。
这一领域的研究得到了广泛的关注和应用，它正在逐步改变我们对物理世界的认知，并为我们的生活带来了更多的便利和发展机遇。
一、技术的三大核心要素射频微波光子学技术有三大核心要素：光源、微波信号和激励源。
在这一技术中，光源和微波信号通过特定的光纤控制直径光栅耦合在一起，经过一定的频率转换和谐振过滤后发射出来。
而激励源则是产生光子电子相互作用的重要工具，它可以将光信号从高速光纤中解调出来，并实现对微波电路的实时控制，实现了光与电信号之间的高速转换和控制。
二、应用前景射频微波光子学技术比传统的电子技术有很多优势，它既可以继承微波电子技术的成熟装备和技术平台，又可以避免电子技术的缺陷和瓶颈问题。
因此，它的应用前景非常广泛。
1. 通讯领域射频微波光子学技术可以用于光纤通讯和微波无线通讯领域。
它可以将光和微波信号相互转换，并通过激励源实现对信号的控制，这样就能够实现高速、低噪声、低要求的信号传输和处理。
2. 雷达测量领域射频微波光子学技术可以用于雷达测量，它可以将短脉冲光和微波信号相互转换，实现雷达测量中高精度的时间和距离测量，以及反射信号的高速数据读取和处理。
3. 物理实验领域射频微波光子学技术可以用于物理实验领域，包括粒子物理、原子物理等。
它可以实现光子和电子之间的强相互作用，并实现精密的量子信息处理和传递。
4. 机器人技术领域射频微波光子学技术可以用于机器人技术领域，它可以将机器人传感器控制信号与高速光纤相互耦合，实现机器人运动和控制的高速、高精度，以及对环境感知和决策的实时处理。
未来，射频微波光子学技术将会在各个领域得到广泛的应用，并将不断推进技术的创新和升级。
它的引领作用将逐渐成为科技发展的重要驱动力，为促进人类社会的进步和改变生活方式起到重要的作用。
微波光子学技术的研究与应用
微波光子学技术的研究与应用随着科技的不断发展，微波光子学技术作为现代科技领域的一种新兴技术逐渐受到人们的关注。
微波光子学技术是一种将微波和光子学有机结合在一起的新兴技术。
通过利用微波场的特性，将微波与光波进行转换，在通信、雷达遥感、计算机和可编程逻辑控制器等领域展现出极大的应用价值。
一、微波光子学技术的基础理论微波光子学技术是一种利用微波和光波相互转换从而实现光波信号传输和处理的技术。
微波和光波是相互独立的两种物理信号，具有互补性的特点。
微波的波长较短，传播损耗小，适合于长距离传输。
而光波的波长较长，传播速度快，传输带宽大，抗干扰能力强。
微波光子学技术的基础理论包括微波与光波之间的相互转换方法以及微波光子学中常用的光纤、微波源、光模式分复用器等技术设备。
二、微波光子学技术的研究进展微波光子学技术的研究发展自20世纪80年代以来，发展迅速。
近年来，随着纳米技术和量子技术的不断发展，微波光子学技术的研究进展更加迅速，取得了一些重要进展，例如：1. 量子微波光子学量子微波光子学是利用微波光子学中的量子效应来实现量子计算和量子通信的一种新领域。
其基本思想是将微波和光子结合起来，作为量子比特来存储和处理量子信息。
该技术已经成为利用超导电路和光学量子通信的基础。
2. 微波光子学在通信系统中的应用微波光子学在通信系统中的应用主要体现在光纤通信和无线通信。
在光纤通信中，利用微波光子学技术可以将光信号转换为微波信号，从而实现信号的传输和处理。
在无线通信中，微波光子学技术主要用来优化无线信号的传输和接收。
三、微波光子学技术的未来发展微波光子学技术在未来的发展趋势中将会越来越重要。
随着物联网的快速发展，大数据和人工智能的应用，需要更高性能的通信和计算机器。
此外，量子计算和量子通信技术的进一步推广也需要微波光子学技术的支持。
在未来，微波光子学技术的发展中，将会涌现更多的新技术和新应用。
结论综上所述，微波光子学技术是当前新兴的技术领域之一，其在通信、计算机和雷达遥感等领域具有极高的应用价值。
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微波光子学研究的进展2009-08-1916:31摘要:微波光子学注重微波与光子在概念、器件和系统的结合，典型研究包括微波信号的光产生、处理和转换，微波信号在光链路中的分配和传输等。
其研究成果促进了新技术的出现，如光载无线(RoF)通信、有线电视(CATV)的副载波复用和光纤传输、相控阵雷达的光控波束形成网络以及微波频域的测量技术等.英文摘要:In microwave photonics, the combination of concepts, devices and system is emphasized. Its typical research includes: photonic microwave generation, photonic signal processing and conversion, distribution of microwave signals in optical links, and so on. These research results promote new technologies such as Radio over Fiber (RoF) communications, the subcarrier multiplex and fiber transmission of Cable Television (CATV), optical control beam forming network in phased array radar, test technologies in microwave frequency, and so on.基金项目：国家自然科学基金资助项目(60736002、60807026)1 微波光子学产生的背景光波分复用技术的出现和掺铒光纤放大器的发明使光通信得到迅速发展。
光纤通信具有损耗低，抗电磁干扰，超宽带，易于在波长、空间、偏振上复用等很多优点，目前已实现了单路40～160 Gb/s、单根光纤10 Tb/s的传输。
随着容量传输速率的不断提高，光纤系统需要在光发射和接收机中采用微波技术。
与此同时，随着对无线通信容量需求的增加，微波技术也在迅速发展。
微波通信能够在任意方向上发射、易于构建和重构，实现与移动设备的互联；蜂窝式系统的出现，使微波通信具备高的频谱利用率。
但目前微波频段的有限带宽成为严重问题，人们开始考虑30～70 GHz新频段的利用。
60 GHz光载无线(ROF)系统由于接入速率高和不需要另外申请牌照等优点正成为宽带接入的热门技术。
60 GHz信号在大气中的传输损耗高达14 dB/km，意味着在蜂窝移动通信中信道频率可更加频繁地重复使用。
但传统的微波传输介质在长距离传输时具有很大损耗，而光纤系统具有低损耗、高带宽特性，对于微波传输和处理充满吸引力。
光纤技术与微波技术相互融合成为一个重要新方向。
从理论上来讲，微波技术和光纤技术的理论基础都是电磁波波动理论。
在光电器件中，当波长足够小时要考虑波动效应，采用电磁波理论来设计和研究光电器件，如波导型或行波型器件。
理论基础的统一，使得微波器件和光电子器件可使用相同材料和技术在同一芯片上集成，这极大促进了两个学科的结合，促进了一门新的交叉学科——微波光子学的诞生。
微波光子学概念最早于1993年被提出[1]。
其研究内容涉及了与微波技术和光纤技术相关的各个领域[2]。
主要集中在两方面：一是解决传统的光纤通信技术向微波频段发展中的问题，包括激光器、光调制器、放大器、探测器和光纤传输链路的研究；二是利用光电子器件解决微波信号的产生和控制问题，主要有光生微波源、微波光子滤波器、光域微波放大器、光致微波电信号的合成和控制等。
2 微波光子学中的关键技术2.1 利用光学方法产生微波信号微波通信向30～70 GHz高频率的发展对传统微波器件是很大的挑战，此时利用光学技术产生微波信号展现出很大吸引力。
利用光学技术产生微波的方法有多种，最简单的原理是光外差法。
设两个光波的频率、相位和功率分别为?棕 1、?棕 2，?准 1、?准 2和P 1、P2。
当两束频率相近，偏振态相同的光波同时入射到高频光探测器上进行拍频时，可以得到的输出电流为：其中R为探测器的光电转换效率。
不难看出，通过拍频可产生频率为|?棕 1-?棕2|的微波信号，且产生信号的频率和相位不仅由两束光的频率差决定，也与相位差有关。
为保证微波信号相位噪声低和稳定性，要求两束光有很高的相干性。
为此近年来报道了许多用以消除激光器产生相位噪声的新方法。
主要有光注入锁定法[3]、光学锁相环法[4]。
但是光注入锁相法的锁定范围很小，典型值为几百兆赫兹。
光学锁相环方法要求从激光器要跟得上主激光器的相位变化，这需要很小的环路延迟，两种方法还都需要外加稳定的微波信号源，这增加了成本，不利于实用化和产品化。
利用集成技术，可将两个激光器做在一起。
这样两束光产生于同一增益介质中，相干性好，可避免采用锁定技术。
1995年，英国电信研究院的David Wake利用多纵模DFB激光器中的两个纵模进行拍频，获得了42 GHz信号的输出。
近来利用双波长光纤激光器的技术正在发展。
光纤激光器结构轻巧，成本低。
一般的光纤激光器中增益介质多采用掺铒光纤，具有均匀加宽特性。
人们采用了各种方法抑制均匀加宽导致的模式竞争实现了双波长光纤激光器，并产生出3～60 GHz不等的微波信号。
如利用低温抑制均匀加宽[5]，分布色散腔，偏振烧孔，空间烧孔，部分分离结构双波长DFB光纤激光器[6]等。
另一种光生微波方法则利用光外调制技术[7]，如图1所示。
外调制器为强度或相位调制器。
如为线性调制，可产生2倍于调制频率的差频信号。
如采用深调制技术，可产生4倍调制频率的微波信号。
利用光外调制方法的优点是通过改变微波调制信号的频率能够实现频率的可调谐。
与前一种方法相比，这种方法产生的微波信号的稳定性和相位噪声取决于微波调制信号和调制器，对器件要求相对较低。
2005年，加拿大姚建平研究小组提出利用大微波输入功率驱动一个铌酸锂调制器再用一个光纤光栅滤波器滤去光载波分量可获得两个光边带，拍频后获得了32～50 GHz宽带可调的毫米波信号。
中国近年在这方面有了很多报导，结合利用非线性光子器件的倍频效应，可产生频率在6～60 GHz范围的微波信号[8]。
需要注意的是，由于高频电子器件的进步，目前市场上已有60 GHz以下商品微波源模块出售，光生微波的方法应向更高频率发展才能体现自己的优势，目前最高频率的报导是产生了1 000 GHz、25 ?滋W的拍频输出[9]，进入了太赫兹技术领域。
此外，利用半导体光放大器的增益饱和恢复特性及光学偏振调制、色散效应等在光域产生并传输超宽带脉冲信号，仍然是有吸引力的。
它能为光载超宽带(UWBOF)通信提供与光纤系统兼容性良好的UWB脉冲光源[10]。
2.2 光调制器用光纤传输微波副载波信号对光调制器提出了适应调制的新要求。
直接调制技术简单，它通过改变半导体激光器注入电流将微波副载波信号直接加载到光波上。
直接调制带宽受到激光器谐振频率的限制。
采用量子结构能够减小半导体激光器的阈值电流，增加微分增益，提高带宽。
为了进一步增加带宽，需要减小光子寿命和增益压缩系数。
但是由于增益压缩系数的限制，在室温下直接调制带宽很难超过30 GHz。
为能将60 GHz左右或更高的微波信号调制到光载波需要采用外调制技术。
采用行波结构的LiNbO3调制器，可实现70 GHz的带宽[11]。
也可采用电吸收调制器，由于其体积小、驱动电压低，便于与激光器、光检测器等集成为一体，是很有发展前景的一种光调制器件。
在调制技术方面有一些灵活变通的方法，如频率上转换法和光外差法。
频率上转换法将较低频率的微波信号调制到光上传输，在基站实现频率上转化，得到高频微波信号，这样虽降低了光调制器的要求，但增加了基站的复杂程度；光外差法通过传输两路具有一定频率差的光信号，光上调制有基带信号，在基站将两个光波拍频得到微波信号，但这种方法将受到光纤色散的影响。
2.3 光探测器在微波光子学中实用的光探测器必须具有与常规光通信系统要求不同的性能：一是高速率；二是高功率输出，即高的饱和工作点；三是在器件上直接转换为微波功率，并从微波天线发射出去。
目前能够满足上述要求的器件称为单一渡越载流子光电二极管(UTC-PD)。
在这一器件中只有电子被利用为激活载流子，而空穴被限制在一定的区域。
利用电子的高迁移率，大大提高了器件的响应速率。
并采用波导结构，增加光吸收的作用长度；设计最佳的传输线阻抗，获得高响应速率和高的饱和功率。
据报道，已获得1.55 ?滋m波段1.5 THz信号的检测，并有了将UTC-PD与发射天线或与调制器做成单片集成器件的报导。
2.4 微波光子滤波器微波光子滤波器是光子信号处理技术的重要内容。
在电域内处理信号受频带和采样频率的限制，处理速度和精度都受到影响，称为电子“瓶颈”。
微波光子滤波器提供了一种解决传统“瓶颈”问题的新方法。
输入的射频(RF)信号通过调制器调制到光信号上，RF信号的处理在光域进行，最后通过光接收器输出滤波后的微波信号。
采用这种方法的优点是：低损耗、高带宽、不受电磁干扰、重量轻和支持高采样频率，使用波分复用技术还提供了空间和波长并行处理的可行性。
微波光子滤波器起初应用于需要高速信号处理能力的雷达系统和航空航天领域。
随着ROF系统研究的深入，微波光子滤波器在通信系统中特别是在毫米波ROF系统中得到应用。
目前国际上的研究集中在设计新型滤波器结构以实现Q值更高的频率响应、负抽头系数、可调性、可重构和更大的动态范围等。
传统的方法有两种：第一种方法是用电差分的结构，早在1995年便实现了此种结构，但此种方法可调性和可重构性很差，而且受电器件带宽限制；第二种方法是利用复杂的光电器件实现全系数的滤波器，但此种方法成本很高。
最近，很多新型低成本的结构被报导用来实现具有负系数的微波光子滤波器。
其中利用偏振态和外调制器的方法最有吸引力[12]。
另一方面，在ROF 系统中，微波光子滤波功能和其他信号处理功能的结合将会大大降低系统成本和加强功能集中化。
2.5 模数转换器在某些模拟系统如雷达和宽带通信系统中，采用数字信号处理方法具有更好性能和快速重构性。
电域中模数转换器的弱点随频率的升高逐渐明显，原因在于CMOS数字转化器受采样时钟抖动、采样保持电路稳定时间、比较器的处理速度等因素的限制。
数字信号处理中可用的100 GHz抽样的模数转换器很难实现。
微波光子学提出的方法称为光学时间拉伸，抽样频率可达480 GHz，并有96 GHz的带宽[13]。
光学时间拉伸的基本原理是利用光子处理过程减慢电信号速度以改善电域中的模数转换器。