利用超短光脉冲产生宽频带微波脉冲

利用超短光脉冲产生宽频带微波脉冲

鲍吉龙　　姚　瑛
(河海大学常州分校计信学院　常州 213022)
许长存
(西安电子科技大学技术物理系　西安 710071)摘　要　本文讨论了高效率Blumlein型微带光导开关的频率特性及影响其频率特性的参数，指出这种光导开关具有产生大于100GHz微波脉冲的能力。最后给出了实验结果和讨论。
关键词　宽带微波脉冲　光导开关　微带电路　超短光脉冲Generation of Broad Band Microwave Pulses
by Ultrashort Optical Pulses　　Yao Ying
(The Computer & Message College，He Hai University，Chang Zhou 213022)
Xu Changcun
(The Department of Technique Physics，Xidian University，Xi"an 710071)

Bao Jilong

Abstract　The frequency properties of high efficiency Blumlein microstrip photoconductive switch (PS) and the parameters that effect frequency characters of the output electrical pulse are discussed in theory.The results demonstrate that the PS can generate microwave pulses with>100GHz.The results of experiment and discussion are given.
Key words　broad band microwave pulses，photoconductive switching，microstrip circuit，ultrashort optical pulses

1　引言
　　近年来，利用超短光脉冲触发光导开关同步产生和控制微波脉冲的技术引起了人们的极大兴趣^［1，2］。这一技术的研究和发展，使得利用ps甚至fs光电子技术的新型微波器件成为可能。由于采用光控制，这一类微波器件有许多优点，例如：控制和被控制部分的完全独立；可避免外界的电磁干扰；具有极其快速的响应；以及重量轻、结构紧凑、便于单片集成等。因此，它将在微波产生和控制、微波辐射和接收、微波通信及冲激雷达等技术领域得到广泛应用。
　　在这一技术的研究中，一般采用的光导开关基本上都是1975年Auston提出的结构^［3］。这种结构开关的电压转换效率最多只能达到50%，且产生的电脉冲频谱不丰富，限制了光导开关在高功率、宽频带微波技术中的应用。
　　我们引入Blumlein电路，研制了一种如图1所示的高效率微带型光导开关电路^［4］，理论上它可以实现100%的电压转换效率，产生大于100GHz的微波脉冲，我们在实验中已经得到了大于90%的电压转换效率，大于3GHz的微波脉冲和大于20GHz的脉冲谱宽。本文仅对该Blumlein型微带光导开关电路的频率特性、产生微波脉冲的能力及影响电路频率特性和产生微波脉冲能力的因素进行理论分析，最后给出实验结果和讨论。

2　理论分析
　　图1所示的光导开关电路采用陶瓷介质，其上涂制特性阻抗为50Ω的微带线Ⅰ和Ⅱ，它们与阻抗为2 Z₀的负载匹配串联。