基于双波导平行耦合微环谐振器的可调多通道滤波器

发布时间：2017-10-20 11:49

  本文关键词：基于双波导平行耦合微环谐振器的可调多通道滤波器

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【摘要】：光学微环谐振器在许多光学领域都创造了重大的研究进展。在光学滤波器方面,微环谐振器由于拥有高Q值,同时还具有行波谐振器的优点,因而在当今光学滤波器的研究领域占有重要地位。然而,传统的结构无法实现随意调控任意数目的任意通道的透射强度,同时不影响其他通道的透射,往往一种结构也无法得到任意数目的通道,使得这些结构在光开关或光学滤波器方面的应用不够灵活。而Michal Lipson小组首次实验验证的平行双环结构可以弥补这些缺陷。本文针对双波导平行耦合微环谐振器进行理论研究。首先,本文对微环谐振器近年来的研究进展和现状进行了简要的介绍和回顾,对平行级联耦合微环谐振器进行了简要介绍。分析了微环谐振器的基本理论,并介绍了表征微环谐振器的基本参数。其次,利用传输矩阵法推导出了任意环数的双波导平行耦合环形谐振器的传输方程以及归一化透射响应,分析了结构透射谱中耦合谐振诱导透明(CRIT,coupled resonator induced transparency)现象的产生,推导出了产生CRIT的条件。再次,根据归一化透射响应仿真了双波导平行耦合环形谐振器的透射谱,分析了结构谱线的特点。分析了不同结构参数对透射谱的影响,证实了在一定制造过程产生的参数公差存在时,结构的性能保持稳定。重点详细讨论了任意通道透射强度的连续调节,利用热光调谐来在相邻环之间施加连续可变的附加相移,实现了连续调节任意数目任意通道的透射强度,同时其他通道不会受到明显影响。最后,列举了双波导平行耦合环形谐振器在光通信方面的应用,利用该结构实现了复用器/解复用器和路由器。
【关键词】：微环谐振器 波长滤波器 光开关 可调
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN713
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-22
• 1.1 课题来源及研究的背景和意义8
• 1.2 国内外研究现状及分析8-20
• 1.2.1 微环谐振器8-17
• 1.2.2 平行级联耦合微环谐振器17-19
• 1.2.3 国内外现状综述与分析19-20
• 1.3 课题研究的实际意义及主要研究内容20-22
• 第2章 微环谐振器的理论基础22-29
• 2.1 微环谐振器的基本结构22-23
• 2.2 微环谐振器的“标准模式”：单模设定23-24
• 2.3 微环谐振器的表征24-26
• 2.3.1 自由光谱范围24-25
• 2.3.2 谐振带宽25
• 2.3.3 精细度25
• 2.3.4 品质因数25-26
• 2.4 现有的微环谐振器建模方法26-27
• 2.5 微环谐振器的优势27
• 2.6 本章小结27-29
• 第3章 双波导平行耦合微环谐振器的理论推导29-37
• 3.1 双波导平行耦合微环谐振器的结构模型29
• 3.2 双波导平行耦合微环谐振器的传输方程29-32
• 3.3 双波导平行耦合微环谐振器的理论分析32-34
• 3.3.1 单环结构内光的传输（N=1）32-33
• 3.3.2 双环结构内CRIT的产生（N=2）33-34
• 3.4 产生CRIT的条件34-35
• 3.5 本章小结35-37
• 第4章 双波导平行耦合微环谐振器的数值仿真37-46
• 4.1 不同环数的双波导平行耦合微环谐振器的透射谱线37-38
• 4.2 不同结构参数对双波导平行耦合微环谐振器的透射谱的影响38-40
• 4.3 双波导平行耦合微环谐振器的相位及群延迟40-42
• 4.4 双波导平行耦合微环谐振器的任意通道的连续调节42-44
• 4.5 本章小结44-46
• 第5章 双波导平行耦合微环谐振器的应用46-53
• 5.1 基于双波导平行耦合微环谐振器的复用器/解复用器46-49
• 5.2 基于双波导平行耦合微环谐振器的路由器49-52
• 5.3 本章小结52-53
• 结论53-54
• 参考文献54-62
• 致谢62

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本文编号：1066942