微波光子学是一门新兴的交叉学科,它是由微波技术与光纤技术相互渗透并紧密融合而产生的。它的基本概念是使用光学的方法来产生、传输与处理高频微波信号。微波光子滤波器是微波光子学的一个重要研究方向,它利用光子器件或者光学子系统来完成与传统微波滤波器同样的处理功能,不仅克服了传统滤波器中存在的“电子瓶颈”问题,而且具有高带宽、低损耗、重量轻、抗电磁干扰等优点,并且与光纤传输系统有很好的兼容性。微波光子滤波器在光载无线通信系统、雷达系统、光相控阵列天线、通用移动通信系统和数字卫星通信系统等领域都有着广泛的应用。本文的重点研究了基于多波长光源的微波光子滤波技术,主要内容包括以下几个方面:(1)介绍了微波光子学、微波光子滤波器的研究背景和研究意义。根据结构和性能上的差异对微波光子滤波器进行了分类。详细介绍了微波光子滤波器的应用领域,总结了国内外微波光子滤波器的研究现状。(2)详细阐述了微波光子滤波器的数学模型,从理论上分析了基于相位调制的微波光子滤波器的工作原理。介绍了微波光子滤波器的主要性能参数,为后续的研究工作奠定了理论基础。(3)提出了一种基于多波长光纤激光器的可调谐可重构微波光子滤波器。将掺铒光纤放大器和半导体光放大器级联起来,以产生杂合的增益,并结合Sagnac环作为选频器件,获得稳定的多波长激光输出,将此作为微波光子滤波器的光抽头。通过改变Sagnac环内保偏光纤的长度,可以改变多波长激光输出的波长间距,从而实现微波光子滤波器的自由频谱范围的可调谐性;另外,通过改变半导体光放大器的偏置电流,可以改变多波长激光输出的谱线数目,从而实现微波光子滤波器通带带宽的可重构性。总的来说,所设计的滤波器具有易调谐、可重构性强的特点。(4)提出了一种基于宽带光源切割的可切换微波光子滤波器。首先将线性双折射光纤梳状滤波器与可重构的Lyot环分别独立地切割宽带光源的光谱,结合相位调制器与色散补偿光纤等光子器件,分别产生了单通带的微波光子滤波器频率响应、可切换的双通带微波光子滤波器频率响应;接下来更进一步地研究了将线性双折射光纤梳状滤波器与可重构的Lyot环级联起来切割宽带光源的光谱的情况。通过调节两级切割装置内的偏振控制器,切割后的宽带光源的光谱呈现出了不同的周期特性,对应产生了不同通带数目的微波光子滤波器频率响应。实验结果表明,所设计的微波光子滤波器频率响应可以在单通带、双通带、三通带、四通带四种状态下切换。实验中获得的微波光子滤波器频率响应体现出良好的滤波性能,通带之间的切换比较灵活,且稳定性好。