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微环谐振波分复用器的模拟与分析

闫欣  
【摘要】:利用多种材料制作的微环谐振器由于成本低、结构紧凑、集成度高、插入损耗小、串扰低等优点,在有源和无源光通信网络中有着广泛的应用。本论文应用耦合模理论和传输矩阵方法,对几种新型结构的聚合物微环谐振波分复用器进行了模拟与分析。首先分析了单环谐振波分复用器的光学特性,并指出了这种单环结构的某些缺点和不足之处。然后针对单环结构的这些缺点和不足之处,对微环谐振波分复用器提出改进方案。针对单环结构的输出光谱中非谐振光较强的缺点,设计了网状结构的微环谐振波分复用器,有效地降低了非谐振光的强度和器件的串扰。针对单环结构中微环与信道波导间的耦合层过薄的问题,设计了圆滑方形微环谐振波分复用器,使得耦合层的厚度在相同条件下增大近一倍,有利于器件的工艺制备。单环谐振波分复用器具有洛论兹形的波谱响应,上凸形的谐振峰带宽不够平坦和陡峭。针对这一缺点,设计了侧向耦合双环和竖直耦合三环谐振波分复用器,所设计的器件的箱形波谱响应平坦陡峭、非谐振光较弱、串扰较低,具有更好的分波功能。本论文阐述了这些结构的微环谐振波分复用器的工作原理,分别给出了这些器件的光学传递函数,对器件进行了参数优化和结构设计,并对器件的传输光谱、插入损耗、串扰等特性进行了分析和讨论。分析结果表明,这些器件克服和改善了单环谐振波分复用器的不足之处,使得器件能够发挥更好的分波功能,并有利于工艺上的制备。文中给出的分析方法及相关的公式形式规整、简洁实用,精确度高,在制作同类器件方面具有一定的实用参考价值。


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