近日，國家973計劃項目“新型寬帶大動態(tài)毫米波器件及應(yīng)用中的微波光子學(xué)基礎(chǔ)研究(項目編號：2012CB315600)”課題驗收會在清華大學(xué)舉行。項目研究成果為我國實現(xiàn)寬帶、大動態(tài)毫米波系統(tǒng)提供了理論支撐、關(guān)鍵器件與核心技術(shù)。

雷達(dá)系統(tǒng)、電子對抗、衛(wèi)星遙感等探測系統(tǒng)正朝著大頻率范圍、寬帶寬、高動態(tài)范圍的方向發(fā)展，其核心問題是如何提高毫米波器件的帶寬和動態(tài)范圍。利用光子學(xué)方法產(chǎn)生、分配、控制和處理寬帶毫米波信號，被認(rèn)為是解決上述核心問題的有效途徑，代表著微波光子學(xué)的發(fā)展前沿。在低噪聲方面，研究人員發(fā)現(xiàn)了光電混合振蕩器相噪的受限機(jī)理，獲得了逼近量子極限的相位噪聲水平-165dBc/Hz（@10kHz頻偏），揭示了毫米波信號區(qū)域分布的噪聲演化規(guī)律，實現(xiàn)了頻率可達(dá)THz、相位抖動小于1%的光纖長距離穩(wěn)相傳輸。在寬調(diào)諧、可重構(gòu)信號處理方面，研究人員獲得了信號處理雜散機(jī)理的新認(rèn)識，擴(kuò)展了調(diào)諧范圍；提出電域等效光譜切割新原理，突破Q值物理受限瓶頸。在大動態(tài)方面，研究人員發(fā)現(xiàn)了光載毫米波作用下半導(dǎo)體載流子的漂移特性，提出了全新的量子結(jié)構(gòu)，為實現(xiàn)大動態(tài)范圍的毫米波器件奠定了理論基礎(chǔ)。

在關(guān)鍵器件研制方面，研究人員實現(xiàn)了帶寬100GHz的大飽和電流（28mA）探測器，設(shè)計了集混頻與可調(diào)、可重構(gòu)濾波于一體的新器件，打破了國外同類器件的禁運限制。結(jié)合大動態(tài)理論，研究人員實現(xiàn)了簡單、穩(wěn)定、可靠的“大動態(tài)光-毫米波轉(zhuǎn)換”鏈路，設(shè)計出了支持L至W相干捷變的、動態(tài)范圍高達(dá)120dBHz2/3的雷達(dá)接收前端。研究人員將該技術(shù)應(yīng)用于某型雷達(dá)系統(tǒng)中，實現(xiàn)了物體轉(zhuǎn)動多普勒效應(yīng)的測量，研究成果獲得中電集團(tuán)特等獎。