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带有增益的耦合谐振器诱导透明效应的研究

带有增益的耦合谐振器诱导透明效应的研究

作者：冯贺长春理工大学

学位级别：硕士

微环谐振器具有尺寸小、结构简单、易于设计和操控等优点。类似于量子相干效应中的电磁诱导透明现象,利用微环谐振器可以实现耦合谐振器诱导透明效应。利用耦合谐振器诱导透明可以实现光学滤波器、光延迟线等。本文对串联双环谐振器在... 详细信息

微环谐振器具有尺寸小、结构简单、易于设计和操控等优点。类似于量子相干效应中的电磁诱导透明现象,利用微环谐振器可以实现耦合谐振器诱导透明效应。利用耦合谐振器诱导透明可以实现光学滤波器、光延迟线等。本文对串联双环谐振器在不同损耗、增益情况下产生的耦合谐振器诱导透明效应进行计算分析,总结出了该结构实现耦合谐振器诱导透明的条件,对比分析了结构中各参数对透明效应的影响,找到了主要影响因素。本文工作,为优化设计微环谐振器的结构,改善耦合谐振器诱导透明效应提供了理论依据,对缩短实际产品的设计周期以及控制成本都具有非常重要的意义。

关键词：光波导微环谐振器增益耦合谐振器诱导透明

低串扰聚合物交叉耦合串联五环谐振电光开关(英文)

同方学位论文库评论

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光子学报 2014年第3期43卷 25-31页

作者：郑传涛罗倩倩孙长轮杜巧玲张大明王一丁吉林大学电子科学与工程学院集成光电子学国家重点联合实验室吉林大学实验区长春130012 吉林大学物理学院长春130012

利用两组串联五环谐振器以及它们与两信道波导的交叉耦合作用,优化设计并模拟了一种超低串扰2×2新型聚合物电光开关.为了表征器件的输出光功率特性,给出了器件结构、分析理论和相关公式.为了在下行端口(drop端口)得到箱型光谱响应以及... 详细信息

利用两组串联五环谐振器以及它们与两信道波导的交叉耦合作用,优化设计并模拟了一种超低串扰2×2新型聚合物电光开关.为了表征器件的输出光功率特性,给出了器件结构、分析理论和相关公式.为了在下行端口(drop端口)得到箱型光谱响应以及极低的串扰和插入损耗,优化了微环谐振级数和耦合间距.对器件输出光功率和输出光谱的模拟分析结果显示,器件交叉和直通态间的切换电压为4V,交叉和直通态下两端口间的串扰分别为-66dB和-54.7dB,插入损耗分别为2.34dB和0.24dB.在1GHz方波信号作用下,器件drop端口的上升和下降时间分别为15ps和90ps.由于聚合物微环的弯曲半径仅为19.45μm,因此该器件具有超紧凑的尺寸,其长度和宽度仅为0.407mm,约为马赫-曾德尔干涉仪或者定向耦合器等一般结构聚合物电光开关长度的1/10.依赖于小的封装尺寸和极低的串扰,该器件可以高密度地集成在光电子芯片上,在光片上网络中光信号的控制方面具有潜在的应用.

关键词：集成光电子光波导器件电光开关微环谐振器聚合物

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一种新型高灵敏度光学微环湿度传感器

发光学报 2014年第8期35卷 1009-1013页

作者：郭士亮胡春海李欣王文娟李志全燕山大学电气工程学院河北秦皇岛066004 哈尔滨工业大学控制与仿真中心黑龙江哈尔滨150080

提出了以聚酰亚胺(PI)为感湿材料的三耦合点单微环新型湿度传感器。外界湿度变化使得聚酰亚胺SOI微环谐振特性发生变化,最终通过谐振波长的漂移量确定湿度值。讨论了不同部位感湿时系统的传感特性,并且选择了最佳湿敏元件。数值模拟结... 详细信息

提出了以聚酰亚胺(PI)为感湿材料的三耦合点单微环新型湿度传感器。外界湿度变化使得聚酰亚胺SOI微环谐振特性发生变化,最终通过谐振波长的漂移量确定湿度值。讨论了不同部位感湿时系统的传感特性,并且选择了最佳湿敏元件。数值模拟结果表明:与传统的单微环传感器相比,新型传感器具有较高灵敏度和测量范围,Through端口的自由频谱范围可提高3倍。三耦合点单微环谐振器整体结构可作为最佳湿敏元件,该传感器在10%RH^80%RH相对湿度范围内,灵敏度可达到0.98 nm/%RH,该结构为制备高灵敏度可集成微型湿度传感器件提供了一定的理论依据。

关键词：微环谐振器湿度传感器聚酰亚胺

采用信号流程图法的单环和三环微环谐振波分复用器特性分析

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红外与激光工程 2012年第9期41卷 2432-2438页

作者：王甲伟高劭宏杨鹏勃刘嘉胡晓婷黑龙江大学物理科学与技术学院黑龙江哈尔滨150080 黑龙江大学电子工程学院黑龙江哈尔滨150080

采用信号流程图法研究分析了微环谐振波分复用器的传输特性,并给出了N信道单环和三环微环谐振波分复用器的光强传递函数通用公式。通过参量优化,对N信道单环谐振波分复用器和三环谐振波分复用器进行了数值模拟和比较分析。结果表明:耦... 详细信息

采用信号流程图法研究分析了微环谐振波分复用器的传输特性,并给出了N信道单环和三环微环谐振波分复用器的光强传递函数通用公式。通过参量优化,对N信道单环谐振波分复用器和三环谐振波分复用器进行了数值模拟和比较分析。结果表明:耦合系数对系统输出、谱线带宽以及串扰均有影响,三环谐振波分复用器比单环谐振波分复用器的分波效果及形状更好,耦合系数取值对三环谐振波分复用器更加敏感。

关键词：微环谐振器信号流程图法单环微环谐振波分复用器三环微环谐振波分复用器

用于光纤无线通讯的微环相位辅助型马赫-曾德尔调制器

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光学学报 2007年第12期27卷 2194-2199页

作者：张强黄德修张新亮江涛华中科技大学武汉光电国家实验室武汉430074

针对光纤无线通信(ROF)系统对光强调制器线性度的特殊要求,设计了一种新型的集成光学器件——微环相位辅助型马赫-曾德尔调制器(RPAMZM)。将一个微环谐振器和一个相位调制器分别加载到马赫-曾德尔调制器的两臂,可以补偿普通马赫-曾德尔... 详细信息

针对光纤无线通信(ROF)系统对光强调制器线性度的特殊要求,设计了一种新型的集成光学器件——微环相位辅助型马赫-曾德尔调制器(RPAMZM)。将一个微环谐振器和一个相位调制器分别加载到马赫-曾德尔调制器的两臂,可以补偿普通马赫-曾德尔调制器的亚线性,得到线性度良好的响应特性。建立了该种器件的理论分析模型,计算了不同条件下的传输特性和无毛刺动态范围(SFDR)。分析结果表明,在不计损耗的情况下,器件的非线性主要来源于传输函数泰勒展式的三次项,通过控制透射系数,可以使该项等于零,无毛刺动态范围获得19.68 dB的提高;在损耗存在的情况下,通过控制透射系数和偏压因子,可以同时抑制掉二次和三次这两个主要的非线性项,无毛刺动态范围获得15.74 dB的相对改善。

关键词：集成光学光纤无线通信微环-相位辅助型马赫-曾德尔调制器无毛刺动态范围微环谐振器线性调制

MRR故障对二进制全光全加器的性能影响研究

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仪器仪表学报 2021年第7期42卷 164-176页

作者：朱爱军古展其胡聪许川佩李智桂林电子科技大学电子工程与自动化学院桂林541004 广西自动检测技术与仪器重点实验室桂林541004 桂林航天工业学院桂林541004

针对现有的二进制全光全加器所需微环谐振器(MRR)数量较多的问题,首次提出了3个MRR串联结构的全光全加器。针对MRR对温度的波动和制程偏差非常敏感,容易产生故障,建立了MRR故障模型,设计了全光全加器(OFA)的可靠性指标平均误差距离,分析... 详细信息

针对现有的二进制全光全加器所需微环谐振器(MRR)数量较多的问题,首次提出了3个MRR串联结构的全光全加器。针对MRR对温度的波动和制程偏差非常敏感,容易产生故障,建立了MRR故障模型,设计了全光全加器(OFA)的可靠性指标平均误差距离,分析了MRR单故障模型对OFA性能的影响。插入损耗(insertion loss,IL)的实验结果表明,提出的OFA结构总体上优于现有的OFA结构;相比现有的方案,提出的OFA结构的MRR硬件开销最多减少70%,最少减少50%;平均误差距离的实验结果表明,方案1和方案2的平均误差距离较大,本文提出方案的平均误差距离适中;多位二进制全加器中,最高位在单故障模型下的,平均误差距离的绝对值均随着多位二进制全加器的位数增加而增大;最低位在单故障模型下的,平均误差距离的绝对值均随着多位二进制全加器的位数增加保持不变;实物验证和基于Modelsim平台的实验验证了MRR故障对全加器的性能影响的正确性。

关键词：全光全加器微环谐振器故障模型

基于石墨烯表面等离子激元波导的同或/异或门

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光学学报 2018年第2期38卷 197-203页

作者：周利强张杰丁健陈伟伟宁波大学信息科学与工程学院浙江宁波315211

设计了一种基于石墨烯表面等离子激元波导的同或/异或逻辑门,其采用了上下话路型微环谐振器为基本单元。通过调节石墨烯化学势来控制石墨烯表面等离子激元的传输状态,器件的两个不同输出端口同时获得同或和异或逻辑运算结果。仿真分析... 详细信息

设计了一种基于石墨烯表面等离子激元波导的同或/异或逻辑门,其采用了上下话路型微环谐振器为基本单元。通过调节石墨烯化学势来控制石墨烯表面等离子激元的传输状态,器件的两个不同输出端口同时获得同或和异或逻辑运算结果。仿真分析结果表明:当工作频率为30THz,石墨烯化学势为0.677eV和0.95eV时,基于石墨烯表面等离子激元波导的上下话路型微环谐振器可实现开启与关闭;所构建的同或/异或逻辑门在‘00’、‘01’、‘10’、‘11’四组逻辑操作数下的最差串扰为-10.60dB。

关键词：集成光学同或/异或门微环谐振器石墨烯表面等离子激元波导

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一种包含非线性光学效应的硅基微环稳态模型

光学学报 2018年第4期38卷 277-282页

作者：桂林左健存吴中林王胜利上海第二工业大学工学部计算机与信息工程学院上海201209 上海第二工业大学文理学部上海201209

微环谐振器是集成光学中的关键器件,它的实际滤波特性会受到输入光功率的影响,但长期以来,微环谐振器的稳态模型仅包含线性光学作用。考虑微环谐振器反馈波导中的光学非线性引入的损耗和相移,以及微环耦合器中光学非线性引入的耦合比改... 详细信息

微环谐振器是集成光学中的关键器件,它的实际滤波特性会受到输入光功率的影响,但长期以来,微环谐振器的稳态模型仅包含线性光学作用。考虑微环谐振器反馈波导中的光学非线性引入的损耗和相移,以及微环耦合器中光学非线性引入的耦合比改变等因素,推导了考虑自相位调制、双光子吸收和热光效应的微环谐振器的非线性模型。重点讨论了双光子吸收和光学非线性引入的耦合器耦合比改变对微环谐振器陷波深度的影响,仿真结果表明,在热光效应和自相位调制产生谐振谱线频移的同时,功率相关的耦合器耦合比的改变对微环谐振器陷波深度的影响较大。

关键词：非线性光学硅光子学微环谐振器光波频率域模型

基于级联微环辅助Mach-Zehnder干涉仪的带宽可调谐光滤波器的设计

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光学学报 2023年第11期43卷 119-128页

作者：赖明彬耿敏明谭伊璇冯瑶何万才蒋佳刘嫱张振荣广西大学计算机与电子信息学院广西南宁530004 广西多媒体通信与网络技术重点实验室广西南宁530004 广西高校多媒体通信与信息处理重点实验室广西南宁530004 广西信息科学实验中心广西桂林541004

设计了一种基于绝缘体上硅的具有大带宽调谐范围的紧凑型可重构光学滤波器,该滤波器由两级双微环谐振器辅助对称马赫-曾德尔干涉仪结构级联构成,器件的尺寸为60μm×87μm。通过控制微环谐振器的相位,可以实现对滤波器输出带宽和中心波... 详细信息

设计了一种基于绝缘体上硅的具有大带宽调谐范围的紧凑型可重构光学滤波器,该滤波器由两级双微环谐振器辅助对称马赫-曾德尔干涉仪结构级联构成,器件的尺寸为60μm×87μm。通过控制微环谐振器的相位,可以实现对滤波器输出带宽和中心波长的调谐。采用时域有限差分方法模拟该器件的性能,仿真结果表明,该滤波器的带宽调谐范围为1.5~5 nm,在调节带宽的过程中滤波器的阻带抑制度大于20 dB,通带损耗为0.73 dB~0.88 dB,同时该滤波器的中心波长调谐范围可以覆盖整个自由光谱范围,并保持3 dB带宽和形状因子基本不变。

关键词：集成光学光学滤波器马赫-曾德尔干涉仪带宽可调谐微环谐振器