基于马赫-曾德尔干涉仪耦合微环结构的硅基集成光子器件研究

发布时间：2024-06-14 18:52

　　光子作为一种新的信息载体,被越来越多的人所关注,与传统的电通信相比,光通信拥有更快的传输速率和更大的通信带宽。硅基集成光学具有尺寸小、低成本、高带宽、高速和高抗干扰等优点,现在已成为人们在信息领域研究的热门。光学时域微分器由于在信号处理等领域有诸多优点和重要应用,受到了研究人员的高度重视。本文主要研究了基于绝缘衬底上的硅(Silicon On Insulator,SOI)的马赫-曾德尔干涉仪(Mach-ZehnderInterferometer,MZI)耦合微环结构的集成光子器件,主要研究了以下内容:1)分析了光场微分器的工作原理,介绍了光学微分器的三个关键性能评判指标,工作带宽、处理误差和能量效率。简单介绍了基于微环方案的光学时域微分器,进一步提出了一种基于MZI耦合微环结构(MZI-MRR)的光学微分器,仿真证明调节MZI结构上下两臂的相位差可以达到了改变器件耦合状态的目的,从而实现可调分数阶微分。2)介绍了 MZI-MRR器件的结构参数和工艺制作流程,利用热光效应去改变MZI上臂波导的折射率,达到改变MZI结构上下两臂的相位差的目的。MZI-MRR在临界耦合时的3dB带宽约为0....

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１全光信号处理链路框图??通过全光信号处理技术，不使用电学元件，在光域直接完成信号处理，将打??

自２１世纪以来，由于计算机技术，微电子技术和通信技术的快速发展，人??们逐渐步入信息时代，当代社会对信息的需求达到前所未有的高度。随着密集波??分复用技术（Ｄｅｎｓｅ?Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?Ｄｉｖｉｓｉｏｎ?Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ，?ＤＷＤＭ）和空分复用技术??（Ｓｐａｃｅ?Ｄｉｖｉ....

图２－１?（ａ）ｌ阶、１．５阶和２阶理想光场微分器幅度谱和（ｂ湘位谱??

ｙ＼ｉＬ?．?＾Ｊｉ＼＾??时间?时间??图２－２?（ａ）输入高斯脉冲，（ｂ）理想１阶微分结果，（ｃ）理想１．５阶微分结果和（ｄ）理想２阶微分结果??输入光信号通过理想光学微分器件后，中心频率处的能量被完全抑制，且产??生了相应的相位跳变，因此微分器可以认为是一个在波长（〇０处振....

图２－２?（ａ）输入高斯脉冲，（ｂ）理想１阶微分结果，（ｃ）理想１．５阶微分结果和（ｄ）理想２阶微分结果??输入光信号通过理想光学微分器件后，中心频率处的能量被完全抑制，且产??生了相应的相位跳变，因此微分器可以认为是一个在波长（〇０处振幅响应为??

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图２－３微环谐振腔传输矩阵模型??互，一，

早在１９６９年，Ｍａｒｃａｔｉｌｉ就提出了微环谐振腔这一概念，凭借其优异的光学特??性，微环谐振腔现己成为国际上的研究热点［７８］。微环谐振腔指的是具有微米量级??直径、能够产生光学谐振的环形器件，如图２－３所示。??Ｖ７??Ｅｉｎ?Ｅｏｕｔ??图２－３微环谐振腔传输矩阵模型??....

本文编号：3994287