1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的

随着社会的发展和科技的进步，各种电子设备的性能也不断提高。在众多领域中，如电子对抗、雷达、无线通信等，对微波信号源的工作频率、频谱纯度、可调谐性等性能提出了更高的要求。传统的电子学方法受限于器件带宽，在产生及处理高频、大带宽信号时，会遇到电子“瓶颈”。相较于传统电生微波信号的方法，光生微波方法具有大带宽、低损耗、宽调谐范围和抗电磁干扰等优点，具有重要研究意义。目前光子微波信号产生技术是光载无线系统的主要构成部分，如何产生高质量、系统复杂度小、低成本的光子微波信号是目前研究的重点。

本文通过研究半导体激光器的非线性动态特性，利用matlab进行外光注入半导体激光器系统的仿真，通过调节注入的外光波长和光功率，来达到系统输出不同频率的光子微波发生器。本文旨在通过实现一个微波频率可调的光子微波发生器，进一步了解外部参量对半导体激光器的影响。

1.2 研究意义

伴随着数字光纤通信系统的高速发展，光通信的研究领域得到了极大的扩展，目前光通信在通信领域的核心骨干网中承担了高速传输的作用。利用光子大带宽、低损耗、抗电磁干扰等优势,可以实现高频率和大带宽的微波信号产生及处理,因而研究微波光子信号产生及处理具有非常重要的战略意义和应用价值。常见的光生微波技术有光外差法、直接调制法、利用光电振荡器产生光子微波、半导体激光器非线性特性光生微波技术等。本文采取的方式为利用半导体激光器的非线性单周期振荡特性，产生的光生微波具有很好的调谐性。同时，可以控制载波光谱的边带特性，以此获得具有单边带或双边带光谱特性的微波载波。

2. 研究的基本内容与方案

（1）基于外光注入半导体激光器的可调光子微波发生器系统的设计

基于外光注入半导体激光器的可调光子微波发生器系统如图所示。该系统主要由主激光器、从激光器、反光镜、可调光衰减器、光电探测器组成。其中主激光器对从激光器提供光源，从激光器作为光子微波源

（2）阅读相关文献，理解外光注入半导体激光器的速率方程模型，对模型中各个参数的作用有基本认识。

3. 研究计划与安排

第1－4周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究半导体激光器的非线性动态特性。确定方案，完成开题报告。

第5－8周：基于二阶荣格-库塔积分方法，采用matlab或fortran语言模拟外光注入半导体激光器，实现一个可调的光子微波发生器。

第9－12周：完成光子微波发生器的程序仿真，并进行调试，验证其是否满足需求。完成论文初稿。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] simpson t b, liu j m, gavrielides a. bandwidth enhancement and broadband noise reduction in injection-locked semiconductor lasers [j]. photonics technology letters ieee, 1995, 7(7):709-711.

[2] zhou p, zhang f, ye x, et al. flexible frequency-hopping microwave generation by dynamic control of optically injected semiconductor laser[j].ieee photonics journal,vol.8,no.6,dec.2016.

[3] 张明江, 刘铁根, 李静霞,等. 线宽增强因子对外光注入半导体激光器非线性单周期振荡特性的影响[j]. 光子学报, 2011, 40(4):542-546.