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)-wenkub
2023-07-11 12:49:23 本頁(yè)面
【正文】 6）03exp()j?0A1Ak3C1BB23k武漢理工大學(xué)《光電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)6和 分別是微環(huán)共振濾波器的下行端(drop) 和上行端(throughput) 的濾波3C1A輸出振幅。在圖22中，要求光波導(dǎo)為單模波導(dǎo)。(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。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） ） 。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(lái)，從而實(shí)現(xiàn)光學(xué)系統(tǒng)的微型化、集成化和規(guī)模化。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)。但是在研究多環(huán)系統(tǒng)時(shí)顯得比較繁瑣，不利于實(shí)際應(yīng)用。集成光學(xué)將光通信器件模塊化、小型化且大規(guī)模集成光路是未來(lái)光通信的發(fā)展方向之一。 對(duì)單環(huán)微環(huán)諧振濾波器進(jìn)行設(shè)計(jì)仿真工作，完成課設(shè)報(bào)告的撰寫。按《武漢理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)工作規(guī)范》要求撰寫設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)。武漢理工大學(xué)《光電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)生姓名： 專業(yè)班級(jí)： 電子 1001班 指導(dǎo)教師： 洪建勛 工作單位： 信息工程學(xué)院 題 目: 單環(huán)微環(huán)諧振濾波器的濾波特性分析 初始條件：計(jì)算機(jī)、Rsoft 軟件要求完成的主要任務(wù): （包括課程設(shè)計(jì)工作量及其技術(shù)要求，以及說(shuō)明書(shū)撰寫等具體要求）課程設(shè)計(jì)工作量：2 周技術(shù)要求：（1）學(xué)習(xí) Rsoft 軟件。全文用 A4紙打印，圖紙應(yīng)符合繪圖規(guī)范。 提交課程設(shè)計(jì)報(bào)告，進(jìn)行答辯。近些年來(lái)光學(xué)微環(huán)以大規(guī)模集成光路的重要結(jié)構(gòu)成為了人們的關(guān)注焦點(diǎn)。本文中運(yùn)用了一種簡(jiǎn)便、直觀的圖示法——信號(hào)流程圖法（SFG），對(duì)單環(huán)微環(huán)諧振腔的濾波特性進(jìn)行分析。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)。而本論文所研究單環(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。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。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。定義和 分別為衡量?jī)梢龑?dǎo)波導(dǎo)與微環(huán)間光波耦合量的出入環(huán)光耦合系數(shù)，單位功率光1K2波由定向耦合器的一支波導(dǎo)輸入時(shí)，從另一支波導(dǎo)耦合輸出的分量（在此，不計(jì)入光波傳輸損耗）分別為 和 。聯(lián)立以上六個(gè)公式求得微環(huán)諧振濾波器的歸一化功率輸出: (7)2 241 20()(1cos)(1thr kuuP k???? ?= （8）230droCA222()4()sin(/)kuu????? exp(),2ul??????分別表示波導(dǎo)的彎曲損耗和歸一化相位變化。（2）自由光譜范圍（FSR）：指光譜中兩個(gè)相鄰的諧振峰之間的波長(zhǎng)差。其信號(hào)流程圖則可以表示成為圖25所示。光沿著環(huán)形反饋腔（閉合路徑）傳遞的增益與全(1)i ijsjk????通型單環(huán)諧振腔相同。因此，我們可以得出： （17）112dTs????武漢理工大學(xué)《光電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)9三、單環(huán)微環(huán)諧振濾波器的濾波特性仿真與分析 Rsoft軟件介紹RSoft是一款非常實(shí)用的光波導(dǎo)仿真軟件。此界面是定義波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和下一步計(jì)算的前提。Time Average 項(xiàng)選擇 Yes，下面的SpatialOutput項(xiàng)也選擇 Power，在右側(cè)的 Frequency Analysis項(xiàng)選擇 DFT，最后點(diǎn)擊OK。單擊后左側(cè)工具欄會(huì)變成路徑設(shè)置欄。武漢理工大學(xué)《光電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)13圖 36 Edit Launch Field設(shè)置界面設(shè)置完成點(diǎn)擊”O(jiān)K” 。點(diǎn)擊左側(cè)工具欄下方的”Display Index Profile”按鈕，選擇 Display Mode為”Contour Map (XZ)”模式，如下圖 37中所示，輸入要保存文
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