Combined Application of Broadband and Ultra-Narrowband Discrete Frequency Packets Fundamentals for Creating Compact Microwave Photonic Analyzers of Broadband Amplitude Mach-Zehnder Modulators and Photodetectors Spectral Characteristics. Part III. Microwave Photonic Analyzer of Spectral Characteristics for Wideband Photodetectors Based on Dual-Band Multi-Frequency Probing Radiation Obtained by Frequency Multiplication

Cover Page

Cite item

Abstract

The objective of this work, consisting of four parts, is to solve the problems of combined application of the principles of wideband (WBDFP) and ultra-narrowband (UNBDFP) discrete frequency packages for improving the metrological characteristics, minimizing the structure and reducing the cost of microwave photonic spectral characteristic analyzers (MPSCA) for wideband electro-optic modulators and photodetectors, implemented on the import-substituting element base. The first part considers the issues of forming a dual-band dual-frequencies probing radiation (DDPR) with a suppressed carrier and equal component amplitudes, which form the basis of a WBDFP, and evaluates its functional and system characteristics necessary to achieve the purpose of the work. The second part of the work presents the principles of analyzing a DDPR converted into a wideband photodetector, based on a simple in structure microwave photonic interrogator, which differs significantly in the operating principle from an EVA and allows to reduce the cost of a MPSCA as a whole due to the exclusion of the latter. Using the example of symmetrical DDPR synthesized on the basis of scanning frequency multiplication and principles of microwave photonic interrogation, this third part of the work shows the principles of constructing a broadband MPSCA with a six-fold increase in the frequency response measurement range.

About the authors

A. M. Al-Mufti

Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev-KAI

Email: ali.almufti@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5422-813Х

Postgraduate student at the Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev-KAI

Russian Federation, 10, K. Marx st., Kazan, 420111, Russian Federation

V. S. Sokolov

Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev -KAI

Email: SVSokolov@kai.ru
ORCID iD: 0000-0001-9438-1323
SPIN-code: 2496-9200

Postgraduate student, Department of Design and Technology of Electronic Equipment Production, Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev–KAI.

Russian Federation, 10, K. Marx st., Kazan, 420111, Russian Federation

R. Sh. Misbakhov

Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev-KAI

Email: RuShMisbakhov@kai.ru

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Departments of Natural Sciences and Information Technologies of the Almetyevsk Branch of KNITU-KAI named after A.N. Tupolev.

Russian Federation, 10, K. Marx st., Kazan, 420111, Russian Federation

O. G. Morozov

Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev-KAI

Email: OGMorozov@kai.ru
ORCID iD: 0000-0003-4779-4656
SPIN-code: 4446-4570
Scopus Author ID: 7006896538
ResearcherId: G-3896-2015

Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of the Department of Radiophotonics and Microwave Technology, KNRTU-KAI named after A.N. Tupolev

10, K. Marx st., Kazan, 420111, Russian Federation

References

  1. Zhang B., Zhu N., Han W. et al. Development of Swept Frequency Method for Measuring Frequency Response of PDs Based on Harmonic Analysis // IEEE Photonics Technol. Lett. – 2009. – Vol. 21. – Pр. 459 -461.
  2. Sun J.Zh., Xu B.R., Shi D.F. et al. Dual-Wavelength Light Source Assisted Frequency Response Measurement Method of Photodetectors // IEEE Photonics Technology Letters. – 2021. – Vol. 33(14). – Pр. 695 -698.
  3. Соколов В.С., Мальцев А.В., Морозов О.Г. и др. Анализатор амплитудно-частотных характеристик широкополосных электрооптических и оптоэлектронных устройств с минимизацией структуры и расширением диапазона измерений // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: радиотехнические и инфокоммуникационные системы. – 2023. – № 1. – С. 74 -88.
  4. Соколов В.С., Морозов О.Г., Морозов Г.А. и др. Средство измерения относительной частотной характеристики электрооптического модулятора радиофотонным методом // Материалы X Молодежной МНТК молодых ученых, аспирантов и студентов «Прикладная электродинамика, фотоника и живые системы – 2023». – 2023. – С. 51 -56.
  5. Соколов В.С., Морозов О.Г., Морозов Г.А. и др. Радиофотонный модуль измерения относительной частотной характеристики амплитудного электрооптического модулятора // Сборник статей Х Всероссийской научной школы-семинара «Взаимодействие сверхвысокочастотного, терагерцевого и оптического излучения с полупроводниковыми микро- и наноструктурами, метаматериалами и биообъектами». – 2023. – С. 418 -423.
  6. Кузнецов А.А. Методы и средства радиофотонного векторного анализа на основе сверхузкополосного пакета дискретных частот как нового типа зондирующего излучения: диссертация доктора технических наук / А.А. Кузнецов. – Казань, 2021. – 304 с.
  7. Morozov O., Nureev I., Sakhabutdinov A. et al. Ultrahigh-resolution Optical Vector Analyzers // Photonics. – 2020. – Vol. 7. – P. 14.
  8. Цифровой двойник датчика Фабри-Перо для контроля концентрации парниковых газов // А. Ж. Сахабутдинов, В. И. Анфиногентов, О. Г. Морозов [и др.] // Электроника, фотоника и киберфизические системы. – 2022. – Т. 2, № 1. – С. 54 -66.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1 – Block diagram of the analyzer: KRT – operating point controller; LD – tunable laser diode; AMMC – broadband calibrated AMMC; P – polarizer; SHFD – broadband tested PD; SHPU – wideband amplifier; MK – microcontroller; OFNLH – optical filter with a sloped linear characteristic; G1 – radio frequency scanning generator

Download (576KB)
3. Fig. 2. Spectrograms (a, c) and conditions (b) for the formation of the DMZI for monitoring the frequency response of the wide-area frequency detector, spectrogram of radio-range information signals for constructing its frequency response (d)

Download (30KB)
4. Fig. 3. Relative frequency response of the tested P50A broadband amplifier (Apic)

Download (33KB)
5. Fig. 4. Relative frequency response of the import-substituting broadband amplifier P40A (LLS)

Download (53KB)

Copyright (c) 2025 Al-Mufti A.M., Sokolov V.S., Misbakhov R.S., Morozov O.G.

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).