單環(huán)微環(huán)諧振濾波器的濾波特性分析光電子課程設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧
2025-06-11 12:49 本頁(yè)面
【正文】 ircuits (VLSIPCs) is one of development directions of the optical munications in the future. In recent years, people focus on the implement of VLSI mieroring resonators as a basic module with a lot of merits in VLSIPCs,have great potential for development.The typical researching approach to microring resonator is the coupled mode theory which is based on Maxwell method either in space or in time can be expressed by ,studying multiring system with the approach more plicated,so it is not fit for practical application In this paper,a simple,intuitive graphic method called signal flow graph method to analyze the output characteristics of microring resonator.Key word：Waveguide optics。signal；flow graph； microring resonator武漢理工大學(xué)《光電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)3一、緒論上個(gè)世紀(jì)末全球的信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，隨著下一代網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)，網(wǎng)絡(luò)將發(fā)展到第三個(gè)世界，及服務(wù)層面上的 IP 世界、傳遞層面上的光的世界和接入面上的無線世界，在這種形勢(shì)下，人們對(duì)信息量的要求日益增加，對(duì)信息傳輸系統(tǒng)帶來了壓力和動(dòng)力。高速、高效、大容量的寬帶通信網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢(shì)。光是面前人們發(fā)現(xiàn)最理想的信息載體，不僅速度快，而且具有很高的帶寬，正滿足了如今的發(fā)展趨勢(shì)。但是由于目前光信號(hào)處理的困難和復(fù)雜性，一般的通信仍然只是在大容量的干線上采用光網(wǎng)絡(luò)，借助光纖通信 【1】 實(shí)現(xiàn)大容量、超遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳輸，而要對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理時(shí)，都必須完成光信號(hào)到電信號(hào)，處理完畢后再將電信號(hào)轉(zhuǎn)為光信號(hào)，這里的光—電—光轉(zhuǎn)換過程極大地限制了信號(hào)的傳輸速度，而且很大程度上依賴與電信號(hào)的處理速度，無法完全發(fā)揮光層面上的優(yōu)勢(shì)。因此在如今信息爆炸的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，全光網(wǎng)絡(luò)呼之欲出，它不僅消除了光—電—光轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間，而且能打破電傳輸時(shí)的瓶頸，使得光網(wǎng)絡(luò)在通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展上有著更大的潛力，是當(dāng)今通信系統(tǒng)的研究方向之一。集成光學(xué)對(duì)全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展起到了很重要的作用、集成光學(xué)的概念最早是由美國(guó)Bell 試驗(yàn)室的 Milier 在1969 年提出，其主要目的是在一個(gè)平面襯底上將各種功能的光器件集成起來，從而實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的微型化、集成化和規(guī)?；６菊撐乃芯繂苇h(huán)上下載型微環(huán)諧振濾波器的特性，可以極大地方便光通信的器件的使用，必將推動(dòng)全光網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。本章研究微環(huán)諧振器的基本結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)要介紹了他的概念和應(yīng)用，其中重點(diǎn)介紹了作為光學(xué)濾波器的應(yīng)用。武漢理工大學(xué)《光電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)4二、微環(huán)諧振濾波器 微環(huán)諧振腔簡(jiǎn)介微環(huán)諧振腔基本結(jié)構(gòu)為如圖 21所示的單環(huán)結(jié)構(gòu)，其他復(fù)雜結(jié)構(gòu)由多個(gè)單環(huán)結(jié)構(gòu)并聯(lián)或串聯(lián)構(gòu)成。僅由一條直波導(dǎo)和微環(huán)組成的微環(huán)諧振腔為全通型微環(huán)諧振腔（如圖 21（a） ） 。其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，便于分析，它主要用于延遲線、緩存器、調(diào)制器等。全通型微環(huán)諧振腔加載一個(gè)上/下載波導(dǎo)便成為了上/下載型微環(huán)諧振腔，其功能更加強(qiáng)大，運(yùn)用更加廣泛。當(dāng)前對(duì)微環(huán)諧振腔的研究普遍為上/下載型。(a) 全通型微環(huán)諧振腔； (b) 上下載型微環(huán)諧振腔圖 21 微環(huán)諧振腔基本結(jié)構(gòu)示意圖 微環(huán)諧振濾波器的基本結(jié)構(gòu)單環(huán)諧振器是微環(huán)諧振濾波器中最基本的結(jié)構(gòu),方向耦合器是構(gòu)成微環(huán)濾波器的基本單元,單環(huán)諧振濾波器結(jié)構(gòu)如圖22所示,它由兩個(gè)參數(shù)相同的方向耦合器和一個(gè)微環(huán)波導(dǎo)構(gòu)成。有不同波長(zhǎng)的復(fù)信號(hào)光從主信道輸入端口輸入并耦合進(jìn)入微環(huán)后，其中只有一個(gè)波長(zhǎng)的光能滿足諧振條件而引起諧振，耦合進(jìn)入下信道或豎直信道后，以這一諧振波長(zhǎng)的輸出光強(qiáng)為最大．從而完成了濾波功能。用作光濾波器的單環(huán)微環(huán)諧振器武漢理工大學(xué)《光電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)5的基本構(gòu)成包括，一個(gè)光微環(huán)以及分別與微環(huán)相耦合的用于光波輸入與輸出的光引導(dǎo)波導(dǎo)。圖22所示是采用單
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