一种新型的光纤谐振环辅助MZI型高Q滤波器

针对密集波分复用系统中,对特定波长光信号进行精确选择与提取的需求,本文将光纤谐振环与马赫-曾德尔干涉仪相结合,设计出一种新型的光学滤波器。采用信号流程图理论和光纤谐振环理论推导出滤波器输出端的传递函数,并进行模拟分析。仿真结果表明:通过引入光纤谐振环的反馈调节机制、优化滤波器结构中的耦合系数,在滤波器输出端获得顶部平坦、通带形状接近方形、品质因子达到2.815×103的输出光谱。与其他类型的光纤环辅助MZI滤波器相比,本文提出的新型光纤环辅助MZI滤波器能够获得更大的品质因子,可以在密集波分复用系统中发挥更好地选频滤波功能。     

一种圆波导TE01模HPM滤波器

设计了一种基于环形波导耦合结构的圆波导TE₀₁模高功率微波(High-Power Microwave, HPM)滤波器，主要由圆波导半波长谐振器以及半径更大的圆波导耦合窗组成。根据耦合谐振理论得出目标TE₀₁模滤波器的外部Q值以及谐振腔之间的耦合系数，再根据波导结构尺寸和谐振频率、耦合系数、外部Q值三者之间的映射关系得到滤波器尺寸初值，仿真优化确定最终滤波器尺寸，有效提高了圆波导高次模滤波器的设计速度。设计了一款工作频率在9.4～9.7 GHz的TE₀₁模滤波器，并进行数值模拟实验，结果表明，采用164 mm直径圆波导实现的TE₀₁模圆波导HPM滤波器具有3.56 GW的功率容量。     

微环谐振器辅助马赫-曾德尔干涉仪滤波性能分析

为改善普通马赫-曾德尔干涉仪(MZI)滤波器的滤波性能,本文将微环谐振器与MZI相结合,设计出一种新型的微环辅助MZI型滤波器。文章采用信号流程图法推导出该结构的传递函数,并对模型输出特性进行仿真分析。结果表明:当滤波器结构采用非平衡型MZI时,通过引入微环的反馈调节机制,优化耦合系数,发现滤波器输出谱具有窄带高消光比特性;当采用平衡型MZI时,通过对滤波器参数的优化,实现滤波器输出端最大平坦滤波响应,阻带抑制(>40 dB),具有良好的滚降特性。与普通MZI滤波器相比,本文提出的微环辅助MZI型滤波器滤波性能有了明显改善。     

硅基谐振结构中非线性光学效应导致的光学传播参数非互易分析

研究全硅基光学二极管,即在硅基芯片上实现非互易光学传输,是一项具有广泛应用前景并极具技术挑战的研究课题。采用硅基谐振结构微纳器件中非线性光学效应,完成光学非互易传输,是当前实现硅基光学二极管的重要方法。结合硅基波导中的非线性光学效应的基本原理,以及谐振结构微纳器件的基本模型,分析了硅基谐振结构微纳器件构成的光学二极管中的非互易传输问题。仿真结果表明,依靠谐振结构中的非线性光学效应产生的器件非互易特性仅存在于特定频率,这种非互易性在谐振波长附近的一段频率区域较为明显,考虑3 d B以上的非互易传输比率区间,区间宽度累计可以达到10.6 GHz以上。分析了微环耦合系数对硅基光学二极管的非互易传输比率的影响,得出结论:精确控制波导的耦合系数,使得微环工作在接近临界耦合的状态,有助于提升器件的非互易传输比率。     

基于双包层光纤和长周期光纤光栅的带通滤波器

为了获得制作简易、成本低廉的光学带通滤波,研究了一种由双包层光纤和机械致长周期光 纤光栅( MLPFG) 构成的全光纤带通滤波器． 理论分析了双包层光纤环半径与能量耦合( 从纤芯到 内包层) 的关系,运用耦合模理论计算得到了不同压力下MLPFG 的传输光谱图． 实验通过缠绕得 到光纤环并利用弹簧对光纤施加压力得到MLPFG,在光纤环直径12 mm 和缠绕匝数15 匝以及光 纤长40 mm 且受力60 N 时,在中心波长1 546 nm 附近实现了带通滤波,其通带带宽为4． 15 nm,旁 瓣抑制比为16． 1 dB． 这一无源光纤器件可广泛应用于多波长激光器和光纤传感等．     

全光纤马赫-曾德尔干涉仪型不等带宽梳状滤波器

提出了由2个3×3和1个3×3单模光纤耦合器级联组成的全光纤Mach-Zehnder干涉仪(MZI)型不等带宽交错(梳状)滤波器。分析结果表明:两对光纤干涉臂长度差相等时,各耦合器的耦合系数选取适当值,器件实现了奇偶信道上不等带宽输出,分别用于10和40Gb/s传输,信道间隔为0.8nm,信道隔离度大于25dB。与其它不等带宽梳状滤波器相比,该器件基于MZI型梳状滤波器,且在实际制作时可以对每个耦合器的分光比进行准确监测和控制,大大降低了制作困难。实验所得结果与理论分析相吻合。     

波导的弯曲对阵列波导光栅传输特性的影响

依据阵列波导光栅(AWG)的传输理论,在中心波长为1550.918 nm、波长间隔为0.8nm的条件下,对33×33信道聚合物AWG波分复用器进行了参数优化,分析了阵列波导的弯曲对器件传输性能的影响。分析结果表明,波导的弯曲将使AWG中的传输光产生相移,引起传输光谱的漂移和串扰的改变。本文所设计的AWG器件的光谱漂移约为0.01 nm,远远小于波长间隔0.8 nm,串扰的变化也很小。     

平衡腔体滤波器高低端带宽的耦合环研究

该文提出一种矩形和三角形结合的新型耦合环配合矩形耦合孔作为可调滤波器腔间耦合结构的耦合方式。分析了这种结构的耦合环平衡可调滤波器高低端带宽的机制,并且设计、制作了相应的同轴腔可调滤波器。实验结果表明该耦合环结构不仅能够平衡同轴腔可调滤波器的高低端带宽,而且可以提高可调滤波器的整机带宽指标和插入损耗。     

1*8信道微环谐振波分复用器的结构设计

微环谐振波分复用器(MRRWM)利用微环谐振器(MRR)的滤波选频功能,把主信道中输入的多个工作波长从不同输出信道中分离出来,从而实现其分波功能。尽管MRRWM以MRR为基础,但由于微环型器件结构的特殊性,对MRRWM必须进行更为严格的设计与分析。本文通过对1×8信道硅基聚合物MRRWM的折射率分布、波导尺寸、谐振级数、耦合层厚度等结构参数的合理优化,不仅从理论上消除该器件的模式双折射效应,而且提出一种降低器件制造难度的有效方法。     

用于窄带滤光片的离子辅助沉积硅膜层的性能

为了简化窄带光学滤波器的结构,需要寻求更高折射率的膜层材料.采用宽束冷阴极离子源的离子束辅助沉积工艺实验,分析了工艺参数与硅膜层折射率之间的关系,获得了对波长1550 nm折射率在3.45~3.46之间、消光系数小于10-6的硅膜层.使用实验得到的硅膜层和二氧化硅组合,设计了有71层膜层、信道间隔为200GHz的光学滤波器,峰值插入损耗0.18 dB,0.5 dB处的波长带宽为0.86 nm,0.25 dB处的波长带宽为1.91 nm,通带波纹系数ξ=0.12 dB,满足国际通信联盟(ITU)对密集波分复用系统(DWDM)用窄带滤波器的要求.     

级联微环谐振腔游标滤波器特性研究

提出了一种复合结构的级联微环谐振腔光学游标滤波器．用信号流程图法分析了游标滤波器的工作原理,利用梅森公式给出了输出功率表达式,随后探讨了器件输出谱的谐振条件、对比度和精细度．数值模拟结果表明：级联微环谐振腔光学游标滤波器相对于单个微环谐振腔而言,自由谱宽范围、对比度和精细度均得到了显著提高,并为该器件更好地应用到波分复用系统中的光滤波器、色散补偿器、光开关等器件中提供了理论依据．     

基于高精细度F-P滤波器的40Gb/s全光时钟提取

提出了一种基于高精细度Fabry-Perot(F-P)滤波器的全光时钟提取方案,并进行了实验验证。为了实现对信号波长无关的特性,系统利用光纤中交叉相位调制(XPM)效应对输入信号进行正码波长变换,使变换后的波长始终与F-P滤波器的透射峰精确对准。采用精细度为1 012的高精细度F-P滤波器提取时钟,并利用半导体光放大器(SDA)的自增益调制(SGM)效应进一步抑制时钟信号的低频噪声,保证了高质量的时钟输出。实验中,利用这种装置对40 Gb/s归零(RZ)码信号进行了时钟提取,得到了抖动为285 fs的高质量40 GHz时钟信号,验证了方案的可行性。     

Novel dual-band bandpass filter with wide upper stopband performance

In traditional design of the dual-band bandpass filter (BPF), two or more resonators need to be utilized, which leads to a relatively large circuit size. For miniaturization, a novel stub-loaded square loop quad-mode resonator is proposed in this paper. Due to the symmetry of the structure, the even-odd-mode method is applied twice to analyze its resonance characteristics. All the four mode equivalent circuits are quarter-wavelength resonators, so the resonator has a compact size and the first harmonic is three times the fundamental one. The resonant frequency of each mode can be tuned freely by changing the corresponding physical dimensions, and the passband frequencies and bandwidths of the designed dual-band filter using the proposed resonator are independently controllable. To improve the selectivity and achieve a wide upper stopband, quarter wavelength hook-shape feedlines are designed to provide appropriate external coupling. Two new transmission zeros are generated by the feedlines. Finally, a microstrip dual-band bandpass filter (BPF) centering at 15 and 24GHz with a 3dB fractional bandwidth (FBW) of 107％ and 96％ is designed and fabricated. The measured and simulated results which are in good agreement are presented.     

一种新型宽带环形滤波器设计

本文设计了一种基于带有两个半波长短路调谐枝节的双模环形谐振器的新型宽带滤波器。该滤波器能够在通带两侧各产生一个传输零点,使得滤波器的插入损耗在通带外的衰减非常迅速,从而提高了滤波器的频率选择特性。利用＂奇、偶模理论＂对双模环形谐振器进行了分析,并给出了传输零点的计算公式。结合传输零点公式和仿真软件设计出了一个中心频率为4.25GHz、3dB相对带宽为45%的宽带环形滤波器。仿真结果表明,该滤波器具有低插入损耗和良好的频率选择性等优点。     

易加工开口环高温超导线性相位滤波器

基于常规正方形结构开口环谐振器制作线性相位滤波器时,耦合缝太窄而不适合常规光刻工艺的加工,研究了高温超导开口环谐振器间的混合耦合,提出了适合常规光刻工艺加工的改进结构,并利用这种结构研究了一中心频率在1 750 MHz,带宽为80 MHz的高温超导六级线性相位滤波器。     

小型化混合电磁交叉耦合带通滤波器设计

面向无线通信系统对带通滤波器高选择度小型化的需求,提出了一种基于混合电磁交叉耦合拓扑结构的滤波器.该种混合电磁交叉耦合拓扑可以克服传统三阶滤波器通过交叉耦合只能产生一个传输零点的问题,在通带两边同时产生零点,从而极大提高了三阶滤波器的选择度,为小型化高选择度滤波器提供了一种设计方案.基于该拓扑结构,设计了一款基于传统微...     

新型双模方环微带带通滤波器简

This paper presents a novel dual-mode square loop resonator with a compact size. Firstly, the odd-even-mode method is utilized to analyze the resonant property of the proposed resonator since its structure is symmetrical, and the passband center frequency can be easily tuned by changing the lengths of a pair of loaded open-ended stubs. Secondly, source-load coupling is introduced to produce a new transmission zero and improve the passband selectivity. Finally, a microstrip dual-mode bandpass filter (BPF) centering at 1.95GHz with a 3dB fractional bandwidth (FBW) of 37.7％ is designed and fabricated. The measured and simulated results in good agreement are presented.     

改进型小波多分辨率分析及小波梳状滤波器

为克服小波多分辨率分析在高频段频率分辨率低的缺点,提出一种改进型小波多分辨率分析算法,并在此基础上给出一种新型小波梳状滤波器(WCF)的实现方法.改进型小波多分辨率分析算法对高频段进行逐级细分,得到一系列窄带的共轭正交滤波器(CQFs)及其输出信号序列.利用共轭正交滤波器的频率响应特性,将这些窄带滤波器通道组合成WCF.理论分析与仿真结果均表明,WCF在各频段都具有相同的频率分辨率,并能够检测子频带交界处的频率分量.WCF不仅易于实现,而且可以根据问题需要设定子带带宽,得到足够高的频率分辨率,适用于时变和非平稳信号时频特征的检测.