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)(文件)
【正文】 件的前綴名，并點(diǎn)擊”O(jiān)K” ，即可看到波導(dǎo)橫截面的折射率分布，最后波導(dǎo)折射率分布圖如圖 38所示，折射率曲線圖如圖 39所示。仿真結(jié)果表明，該濾波器微環(huán)與波導(dǎo)發(fā)生了耦合并產(chǎn)生諧振，從輸入波導(dǎo)中選取了預(yù)測(cè)頻率，輸出波導(dǎo)頻率與預(yù)測(cè)數(shù)值相同，該單環(huán)微環(huán)諧振濾波器確有濾波作用。圖314 delta 變量的參數(shù)掃描結(jié)果從上圖314中可以看出，從掃描的結(jié)果可以看到，在本次掃描的精度內(nèi)，delta（折射率之差），單環(huán)微環(huán)諧振濾波器的濾波效果最好。通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，單環(huán)微環(huán)諧振濾波器的濾波特性，并且初步學(xué)會(huì)用 Rsoft 進(jìn)行仿真。武漢理工大學(xué)《光電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)20參考文獻(xiàn)[1] 張自嘉．光纖光柵理論基礎(chǔ)與傳感技術(shù)．北京：科學(xué)出版社， [2] 趙勇. 光纖光柵及其傳感技術(shù). 北京：國(guó)防工業(yè)出版社 ，[3] 饒?jiān)平?、王義平、 北京：科學(xué)出版社 ，.[4] 馬春生,[M].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)出版社，[5] [D].博士論文，吉林大學(xué)，武漢理工大學(xué)《光電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)21本科生課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表姓 名 性 別 男專業(yè)、班級(jí) 電子 1001 班題 目：?jiǎn)苇h(huán)微環(huán)諧振濾波器的濾波特性分析答辯或質(zhì)疑記錄：成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)：武漢理工大學(xué)《光電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)22最終評(píng)定成績(jī)（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定）指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日。課程設(shè)計(jì)也是同學(xué)們之間相互交流和學(xué)習(xí)的好機(jī)會(huì)，通過(guò)與同學(xué)的交流可以了解到別人的好的想法及思路，這將給我們的設(shè)計(jì)帶來(lái)極大的幫助。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。圖313 參數(shù)掃描仿真設(shè)置界面武漢理工大學(xué)《光電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)18在設(shè)置界面依次設(shè)置好需要掃面的變量名稱、起始值、終止值，掃描間隔以及保存的文件名稱之后點(diǎn)擊下方的 OK便能讓計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行掃描。最后便是波導(dǎo)的仿真操作了，點(diǎn)擊工作截面左側(cè)的 Perform Simulation，在出現(xiàn)的設(shè)置界面中設(shè)置好各項(xiàng)參數(shù)，如圖 310所示，設(shè)置好參數(shù)之后在 Output Prefix中輸入保存的文件名，最后點(diǎn)擊 OK就能出現(xiàn)仿真的顯示界面，單環(huán)微環(huán)濾波器的仿真圖如圖 311所示，頻譜分析圖如圖 312中所示。再模擬前，要需先將文件保存下來(lái)。圖35 設(shè)置路徑跟波導(dǎo)一致最后單擊左側(cè)工具欄中的”Edit Launch Field”按鈕進(jìn)行光源的設(shè)置，單擊后會(huì)彈出輸入光源的設(shè)置對(duì)話框。 圖34 單環(huán)微環(huán)諧振濾波器光路圖設(shè)置光源的特性和觀察的路徑。Waveguide Model Dimension 項(xiàng)選擇武漢理工大學(xué)《光電子技術(shù)》課程設(shè)計(jì)102D，Simulation Tool 項(xiàng)由于此次設(shè)計(jì)的波導(dǎo)中有環(huán)形波導(dǎo)，所以此項(xiàng)選擇FullWAVE/FDTD項(xiàng)，包層折射率為1（） ，通信波長(zhǎng)為。本課程主要使用 RSoft算法集中的 BPM算法對(duì)光波導(dǎo)和簡(jiǎn)單光波導(dǎo)器件進(jìn)行仿真計(jì)算，從而對(duì)光在波導(dǎo)中的傳輸有一定得了解。平行信道單環(huán)上/下載型諧振濾波器的輸出端 和下載端 相對(duì)于輸入端2()Ez8()Ez的傳遞函數(shù)可以由梅森公式推導(dǎo)得出。第1()Ez2()Ez8i個(gè)耦合器的耦合系數(shù)用 表示，而每個(gè)耦合器的插入損耗都可以用 γ 來(lái)表示，那么iK傳輸路徑的增益可以表示為： 。（3）插入損耗（Insertion Loss）：指濾波器的輸出光功率相對(duì)于輸入光功率的損失量，插入損耗要越小越好。 微環(huán)諧振濾波器傳輸光譜的性能參數(shù)為便于我們下一步的研究分析，在這里我們介紹一下表述微環(huán)諧振濾波器傳輸光譜性能的五個(gè)基本的參數(shù)：（1）3dB 帶寬或者半高全寬（FWHM）：即譜線功率相對(duì)于峰值下降 3dB的時(shí)候，譜線對(duì)應(yīng)的兩波長(zhǎng)之差或者透射率下降為最大值的一半時(shí)所對(duì)應(yīng)的兩波長(zhǎng)之差。設(shè)微環(huán)波導(dǎo)的周長(zhǎng)是 l ,則有 （3）21=expjexpl/2)???（ ） （式中, 為光波 經(jīng)過(guò) l/ 2 彎曲波導(dǎo)的相位延遲, 為微環(huán)波導(dǎo)的彎曲損耗系數(shù)。圖22所示是采用單環(huán)微環(huán)諧振器的光濾波器常用結(jié)構(gòu)，其中采用了定向耦合器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)兩根引導(dǎo)波導(dǎo)與微環(huán)間的耦合。當(dāng)前對(duì)微環(huán)諧振腔的研究普遍為上/下載型。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。因
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