二氧化硅基90度光混频器的设计和优化

发布时间：2025-02-08 19:28

　　90度光混频器可以将光信号进行干涉,再由平衡探测器与DSP等器件处理后恢复提取出原始信号,是一种广泛应用的集成光学器件。集成光学技术可以有效减小器件尺寸并提高器件性能,基于平面光波导制作的90度光混频器具有尺寸小、损耗低等优点是近年来光通信领域的研究热点。本论文对二氧化硅基平面光波导型90度光混频器进行深入研究,包括90度光混频器的设计和优化,以及器件的制作和测试。本文的主要内容如下:1.对基于3dB耦合器和90度移相器的平面光波导型90度光混频器进行理论分析和设计,获得优化的器件设计参数。2.为了提高90度移相器的带宽并减小90度光混频器的尺寸,本文从波长相关性和误差敏感性两方面对两种90度移相器的设计方案进行比较,结果显示,采用折射率差方案设计的移相器带宽是长度差方案的2.2～3.6倍(随波导宽度变化),其误差敏感性远高于长度差方案(波导宽度存在误差时,折射率差方案设计的移相器相位误差是长度差方案的590～780倍);并分析了波导相对折射率差增大对交叉波导的影响,结果表明当相对折射率差为0.75%且交叉角大于24度时,损耗和串扰分别优于0.12dB和49.2dB。3.为验证两种移相器...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?９０度光混频器的示意图??

束信号光Ｓ和本振光Ｌ进行相干混频，再经过后面的光电平衡探测器和ＤＳＰ电??路对获得的中频信号处理得到输入信号。常用的９０度光混频器是一种二端口输??入四端口输出的２Ｘ４型六端口器件，如图１．１所示。四个输出端口的输出分别??是Ｓ＋Ｌ、Ｓ－Ｌ、Ｓ＋ｊＬ和Ｓ－ｊＬ，且输出的相对相位差....

图１．２基于铌酸锂设计的６端口光混频器的示意图??

硅（Ｓｉ０２）等。??２００３年，美国的Ａｒｋａｄｙ?Ｋａｐｌａｎ等人使用银酸裡材料制作了一个电光调制的??９０度光混频器［１７］，如图１．２所示。该相移混频器通过有源控制，分别在四个３ｄＢ??耦合器和中间上下两臂上加电压，使其在定向耦合器输出端均匀功分，波导两臂??之间相移差大....

图１．４二氧化硅制作的ＰＬＣ型９０度光混频器的示意图??日本的研究学者在２０１０年左右，设计并制作了许多种不同类型的二氧化硅??

ＭＫＭ?ｗ？４？＊￣?ｆｍｉｆ．??图１．３?—种ＩｎＰ做衬底材料设计的９０度光混频器的示意图??基于二氧化硅制作的平面光波导回路相较于常用的半导体光路具有非常高??的光纤耦合效率，最早的利用Ｓｉ０２材料制作光混频器的时间是在１９９４年，由曰??本的ＳｅｉｊｉＮｏｒｉｍａｔｓｕ和....

图１．３?—种ＩｎＰ做衬底材料设计的９０度光混频器的示意图??

基于二氧化硅制作的平面光波导回路相较于常用的半导体光路具有非常高??的光纤耦合效率，最早的利用Ｓｉ０２材料制作光混频器的时间是在１９９４年，由曰??本的ＳｅｉｊｉＮｏｒｉｍａｔｓｕ和ＮｏｂｏｒｕＴａｋａｃｈｉｏ等人制作的［２３］，如图１．４所示。整个器??件的尺寸为１３０ｍｍ＞＜....

本文编号：4031867