收藏本站
《天津大学》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

准共线耦合的集成声光可调谐波长滤波器的研究

林航友  
【摘要】:集成光学声光可调谐滤波器具有可调谐范围大、带宽窄、同时多波长选择和 可作为增益平衡器等特点,该器件在光通信和光网络方面将得到广泛的应用,并 具有巨大的经济价值。本文围绕集成声光可调谐波长滤波器中的关键技术,对光 波导设计、偏振无关、侧瓣抑制、拓宽调谐范围等技术进行理论与试验研究,完 成了一套集成光学声光可调谐滤波器,其性能处于国际领先水平,为了进一步提 高该器件性能,在宽带声光耦合叉指换能器、集成光学反射镜、Si包层偏振模转 换器等分立器件做了相关研究。论文的主要创新点为以下几个方面: 一、 光波导设计 1.首次采用调和 Airy 函数的 WKB 法对 Ti:LiNbO3 平板波导进行了理论研 究。并首次证明了波导的截止相移为一常数,即π /6,这一理论结果可为单模光 波导的设计提供准确的归一化频率范围和准确的工艺参数。 2.理论上,首次提出了一组具有新特性的矢量有限元基函数。该函数在单 元边界权重为零,同时旋度不为常数,弥补了以往矢量有限元线性基函数的两点 缺失特性。同时,在单元中心点仍然保持了散度为零的特性,由于该基函数具有 相互正交特性,使运算效率明显提高。 二、侧瓣抑制方法与消除多普勒频移 1. 为了克服采用声定向耦合器的 IAOTF 的几个缺点:驱动功率高、实际的 侧瓣抑制水平差、结构复杂等,首次提出了准共线声波导(模转换器)的基本思 想,由于声波的强度分布呈类似 Hamming 函数的分布,使得模转换特性曲线的 侧瓣大大降低、结构和制作工艺简单、滤出带宽更窄,因而该结构比其它类型的 声光滤波器更具优势。从理论上导出了光波导与薄膜声波导之间的优化夹角,并 首次从理论上研究了薄膜波导对光波导有效折射率的影响。实验上,制作了该结 构的模转换器,将侧瓣抑制到-13.2dB,带宽 1.46 nm,接近理论值-13.4dB 和 1.44 nm,目前在国际同类器件的性能上处于领先水平。 2.为了进一步压低侧瓣和消除多普勒频移,首次提出了采用集成光学反射 镜来实现 IAOTF 的级联概念,并制作了集成光学反射镜。 三、拓宽调谐范围和提高滤出光波偏振态的纯度 1. 首次提出了一种新型的宽带声光表面波叉指换能器 (SAW-IDT), 该换能 器应用双梯形倾斜电极,可对单梯形倾斜电极 IDT 通带的高频成分进行补偿,使 通带更宽更平直,并无需外补偿网络,该器件可望作为 1.15~1.65 红外频谱分 析仪的分光器件。 2. 由于定向模分离器具有频率特性,模分离比在整个调谐频谱范围内不为 常数,为了克服这个缺点,首次采用了 Si 薄膜包层的偏振模分离器设计思想, 并实际制作了该器件,其模分离比为 34dB,由于该器件结构简单,只需在原模分 离器的输出端口镀上一层 Si 膜,没有特殊的附加工艺过程,就可进一步改善 IAOTF 的性能。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TN713

免费申请
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 池永江;WDM网络中偏振无关声光可调谐滤波器的研究[D];浙江工业大学;2006年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 胡鸿璋,戴和义,赵慈,梁惠来;共线声光耦合的集成光学TE/TM模转换器[J];光子学报;1997年04期
2 林航友,宁继平,胡鸿璋,王顺权,耿凡;高频补偿倾斜电极型宽带声光叉指换能器[J];中国激光;2004年01期
3 王佐卿,周素华,汪承灏;在YZ—LiNbO_3金属化表面上弧形叉指换能器激励的声表面波聚焦[J];声学学报;1986年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 支新军,艾勇;一种自由空间光通信光路的设计与分析[J];半导体光电;2003年03期
2 赵毅;陈淑芬;;Modeling and Simulation of MOEMS Gyroscope Based on TE-TM Mode Converter[J];Journal of Beijing Institute of Technology;2009年03期
3 毕卫红,强锡富,陈卫东,郑绳楦;光纤应变传感器的研究[J];传感技术学报;1999年02期
4 刘玉峰,郑德忠;光纤连接器反射损耗的测量[J];传感技术学报;1999年02期
5 任吉林,吴彦,邬冠华;磁光/涡流检测中磁光传感器的磁光效应分析[J];传感器技术;2001年10期
6 张运海,廖文和,沈建新,曹正林;波前像差引导的激光眼屈光手术中角膜切削模型[J];东南大学学报(自然科学版);2004年05期
7 高晓丁;王旭;戴宝林;;基于光纤力传感器的经纱张力测试系统[J];纺织学报;2009年06期
8 高晓丁;高鹏;王旭;;F-P光纤应力传感器研制[J];光电工程;2009年03期
9 毕卫红;光纤连接器反射特性的研究[J];光电子·激光;1999年06期
10 曾召利;屈学民;龙开平;刘迎;肖立峰;;集成光学声光光通道监测仪的研究[J];光电子.激光;2009年02期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 林林;生物组织光学断层成像与光学参数提取方法研究[D];暨南大学;2011年
2 匡登峰;超高速光导开关及其测试系统关键问题的研究[D];天津大学;2005年
3 肖立峰;集成光学声光可调谐滤波器的研究及应用[D];天津大学;2007年
4 范国芳;用于全光纤调Q激光器的波导声光调制器的研究[D];天津大学;2007年
5 杨薇;声光可调谐环形掺铒光纤激光器[D];天津大学;2010年
6 霍雷;激光相干探测中声光器件特性的研究[D];西安电子科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 赵羲;小天体撞击探测光学成像仿真技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
2 范国芳;声光可调谐滤波器特性矩阵与旁瓣抑制的研究[D];天津大学;2004年
3 金辉;平面光波导的理论研究与特性参数的测试[D];天津大学;2004年
4 王顺权;声光可调谐滤波器的研究[D];天津大学;2004年
5 洪宝玉;声光可调谐掺铒光纤激光器的研究[D];天津大学;2004年
6 肖立峰;宽带声光可调谐光谱仪的研究[D];天津大学;2004年
7 赵华军;飞秒光参量振荡器及声光可编程色散滤波器的研究[D];天津大学;2004年
8 黄畅;红外导引头光学组件自动检测系统研究[D];华中科技大学;2004年
9 姚凌江;二维光子晶体的带结构及波导特性研究[D];湖南大学;2005年
10 赵小强;基于光纤Fabry-Perot腔结构的双膜温度传感技术的研究[D];西安理工大学;2005年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 成学平,阮玉,江毅;声光调谐滤波器用于OXC中的串音分析[J];半导体光电;2001年02期
2 胡鸿璋,戴和义,赵慈,梁惠来;共线声光耦合的集成光学TE/TM模转换器[J];光子学报;1997年04期
3 黄晖,胡鸿璋,李云娜,张胜甲,耿凡;集成光学TM/TE模分离器的研制[J];中国激光;2002年03期
4 何希红,胡鸿璋,戴和义,赵慈;交叉型TE/TM模分离器的研制[J];兵工自动化;1997年04期
5 池永江;朱广信;王潇潇;马玲芳;乐孜纯;;声光可调谐滤波器(AOTF)的射频控制电路的实现[J];中国有线电视;2005年23期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 王莉蓉;光耦合器的模拟及设计和光波导器件的制作工艺研究[D];浙江大学;2003年
2 王顺权;声光可调谐滤波器的研究[D];天津大学;2004年
【二级引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 连佳;一维液晶光子晶体滤波器的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 孟惠云;光折变光栅可调谐滤波器的研究[D];浙江工业大学;2012年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵策洲;全硅集成光学——理论与工艺(Ⅻ)(续十一)第十一讲 全硅集成光学中的光源(二)[J];半导体光电;1997年01期
2 CarlM.Verber,王德芳;集成光学数据处理机[J];压电与声光;1980年04期
3 Makoto Horiyama;司马琼;;采用集成光学单元的BD光学头[J];记录媒体技术;2007年02期
4 安俊明;吴远大;李健;王红杰;李建光;李俊一;胡雄伟;;基于绝缘层上硅平坦化阵列波导光栅的单纤三向器(英文)[J];半导体学报;2008年08期
5 刘伟刚;读克勒尔《光波导和集成光学简介》的收获和感想[J];怀化学院学报;1987年05期
6 汪业衡;第二届中法光纤与集成光学讨论会简介[J];光纤与电缆及其应用技术;1994年02期
7 吴桂英;集成光学传感器及其应用[J];光机电信息;1994年10期
8 曹泽煌;集成光学干涉仪光纤陀螺[J];半导体光电;1995年03期
9 李国正;赵策洲;郑玉祥;刘恩科;;BESOI光波导的研制[J];光子学报;1996年03期
10 马慧莲;光开关研究新进展[J];光通信研究;2003年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 沈锋;李刚毅;李晓锋;;集成光学单Y波导器件的斜耦合技术[A];中国惯性技术学会光电技术专业委员会第五次学术交流会暨重庆惯性技术学会第九次学术交流会论文集[C];2002年
2 石邦任;孔梅;宋哲;李永大;;闭环光纤陀螺用集成光学声光芯片[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议(OFCIO’2001)论文集[C];2001年
3 李龙志;杨建义;王明华;江晓清;;基于GaAs/AlGaAs量子阱材料的光致折射率分析[A];浙江省光学学会第九届学术年会暨新型光电技术青年论坛论文集[C];2005年
4 伍晓明;章燕申;田伟;汤全安;;多次循环干涉型光纤陀螺仪的研究[A];2001年飞行器惯性器件学术交流会论文集[C];2001年
5 田萌;洪宝玉;刘迎;;声光可调谐掺饵光纤激光器的研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
6 陈星旦;;序言[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年
7 薛明;肖金标;孙小菡;;基于双层双向锥形结构的光波导模斑转换器研究[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
8 刘仕景;周海峰;杨建义;王明华;江晓清;;高效的偏振无关磁光波导的设计[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
9 张谦述;刘永智;杨亚培;戴基智;唐雄贵;;一种新型集成光学模数转换器设计[A];2007'中国仪器仪表与测控技术交流大会论文集(二)[C];2007年
10 卢山鹰;李锡华;李霞;周强;江晓清;王明华;;1×N级联Y分叉光功分器的新型设计[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 宦建新;画龙点睛[N];科技日报;2004年
2 杰尔系统变送器营销总监 RonHartmayer 先生;集成光学IC模块:将SOC提高到新水平[N];中国电子报;2002年
3 沈天桔 刘秀丽 李婷;全国第十四次光纤通信暨第十五届集成光学学术会议召开[N];大众科技报;2009年
4 记者陈欣然 通讯员王继军;推进光纤通信领域项目合作[N];天津教育报;2009年
5 记者 郑千里;集成光波导型电磁场传感器制成[N];科技日报;2001年
6 记者 赵晖;推进光纤通信技术加快发展[N];天津日报;2009年
7 ;以自主创新推进产业优化升级[N];嘉兴日报;2006年
8 胡谋 刘燕燕;留学那年,我40岁[N];人民日报海外版;2009年
9 陈代寿;光通信竞相瞄准40G[N];中国计算机报;2001年
10 记者陈群;发展光子产业打造世纪光谷[N];安徽日报;2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邹长铃;量子集成光学芯片器件的研究[D];中国科学技术大学;2013年
2 林航友;准共线耦合的集成声光可调谐波长滤波器的研究[D];天津大学;2004年
3 肖立峰;集成光学声光可调谐滤波器的研究及应用[D];天津大学;2007年
4 恩德;迈克尔逊干涉型集成光学加速度地震检波器的理论与实验研究[D];天津大学;2005年
5 刘晓旻;高精度光杠杆式微加速度计的研究[D];浙江大学;2007年
6 余辉;全内反射型光波导开关的研究[D];浙江大学;2008年
7 查英;基于PLC技术的硅基二氧化硅矩阵光开关的研究[D];天津大学;2007年
8 杜骏杰;人工电磁材料及其在亚波长集成光学中的应用[D];复旦大学;2009年
9 李书;基于激光直写法的高聚物微光学器件设计及制作[D];浙江大学;2011年
10 胡睿;强约束型微纳光子结构的特性研究及其在生物传感和成像中的应用[D];浙江大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李岷;混合型集成光学加速度传感器DSP数字处理电路的设计[D];天津大学;2004年
2 李龙志;基于半导体化合物材料的全光开关研究[D];浙江大学;2006年
3 贾春燕;相控阵雷达中的光纤光栅与集成光学技术[D];东南大学;2006年
4 黄成功;Mach-Zehnder电光调制器的光学偏置研究[D];电子科技大学;2007年
5 凤兰;用有限差分光束传播法计算光波导横模[D];内蒙古大学;2008年
6 高树理;基于集成光学AOTF的宽调谐掺铒光纤激光器的研究[D];天津大学;2008年
7 曾瑞星;基于蚀刻衍射光栅的无跳模激光器的设计和分析[D];浙江大学;2010年
8 高凡;SOI基集成光波导器件及表面粗糙度改善的研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2005年
9 李广波;玻璃基硅光波导及纳米波导研究[D];浙江大学;2006年
10 余小燕;基于耦合模理论的微环谐振器模型研究[D];浙江大学;2008年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026