超窄带微环谐振滤波器的设计及传输特性分析

提出了一种基于双微环引起范诺共振效应实现超窄带滤波的微环谐振滤波器,通过泵浦波导和微加热装置使其同时具备有源和可调谐性能。通过耦合模理论,推导了该结构的透射率及超窄带带宽公式,并利用MATALAB软件模拟了在滤波器结构中注入增益对超窄带带宽和滤波器的透过率的影响,以及微环波导的热光效应对滤波器谐振波长的影响。仿真结果表明,在滤波器中注入增益能增大透过率,压缩滤波器的超窄带带宽,且微环波导的热光效应可使谐振波长发生红移或蓝移。     

一种基于双耦合器谐振环的梳状滤波器特性分析

为改善常规马赫-曾德尔(MZ)干涉仪型滤波器的输出特性,提出了一种由双耦合器和单模光纤构成的谐振环加人非平衡马赫-曾德尔干涉仪一臂中构成的新型梳状滤波器.推导了该器件的输出表达式,并进行了数值模拟.模拟结果表明,改进后的滤波器同时具有更宽的0.5 dB透过带宽和25 dB截止带宽,具有近似方波的输出谱,降低了系统对光源波长稳定性的要求,相对于常规的非平衡马赫-曾德尔干涉型滤波器来说,具有更好的滤波效果.最后分析了双耦合器谐振环上耦合器的耦合比以及环长度对该器件滤波性能的影响,给出了满足通信实用要求的各个参数的范围.     

374~747 MHz数字可调谐微带滤波器

通过在微带开口谐振环加载数字可调电容,设计了一种新颖数字微带可调滤波器,同时提出了新型的非均匀开口谐振环混合耦合结构,使谐振器间耦合系数随谐振频率的降低而增大,实现恒定绝对带宽可调滤波器。接着对所提出的基于5 bit数字可调电容的数字可调微带滤波器进行了仿真和制作,测试表明,其通带中心频率可实现374~747 MHz可调,?3 dB绝对带宽在44~67 MHz之间变化,OIP3大于50 dBm。     

同轴腔体滤波器的温度补偿设计

同轴腔体滤波器温度补偿设计的主旨思想就是通过改变谐振杆、调谐螺钉以及腔体之间的开路电容来补偿谐振杆长度变化带来的影响,使谐振频率近似为常量。设计出一种带宽为2496MHz-2602MHz的椭圆型带通滤波器,经过测试,温度补偿令人满意。     

哑铃型互补SRR滤波器的优化和仿真实验分析

基于Pendry提出的开口谐振环(SRR)基本理论,结合Falcone建立的SRR互补模型,针对Mohammed构建的哑铃型结构,建立了HFSS模型,完整地仿真了哑铃型互补SRR滤波器主要结构参数对性能的影响,分析了滤波器单元边长、缝隙宽度、缝隙间距、开口宽度、桥接间距和桥接宽度与滤波器中心工作频点、工作带宽和传递系数之间的关系.结果表明,通过调整缝隙宽度和间距能够有效改变滤波器工作频点、带宽和传递系数;增加单元边长,虽可有效降低工作波长,但其带宽和传递系数均会显著恶化;其它参数的改变不会导致滤波器性能发生显著改变.最后,设计了实物样品验证了仿真结果.     

基于非对称互补开口谐振环的基片集成波导带通滤波器

本文提出了一种新颖简单的结构用于设计具有良好带外抑制能力的单通带和双通带滤波器。在矩形基片集成波导谐振腔的接地面上设计了一对非对称的互补谐振环,使其在单通带滤波器下作为一个微扰元件,在双通带滤波器下作为一个谐振元件。本文提出了一种在不改变整个腔体尺寸的前提下,仅通过调整非对称互补谐振环的相对位置来实现单通带和双通带转换的新方法。此外,通过抑制高阶模式实现宽阻带性能,并通过引入有限的传输零点来提高带外抑制能力。为了验证该设计的可行性,本文设计,加工并测试了中心频率为11.075GHz,带宽为750MHz的单通带滤波器和中心频率为11.45GHz,14.25GHz,带宽均为500MHz的双通带滤波器。测量结果表明通带内回波损耗均大于13dB,插入损耗小于1.5dB。测试结果与仿真结果基本一致。     

基于双模谐振器的双通带可调谐滤波器设计

从理论上分析了开路支节加载双频谐振器的谐振模式,通过在谐振器末端加载变容二极管的方式,设计了一款双通带独立可调谐滤波器。通过调节谐振器末端变容二极管电容值大小来改变通带的中心频率,通过调节支节末端的变容二极管来调节通带的带宽。该滤波器的两个通带之间相互独立,调谐其中一个通带对另一个通带几乎没有影响。通过引入源与负载的耦合,使得双通带两侧各产生一个传输零点,提高了滤波器的选择性和带外抑制能力。最终设计出的滤波器第一通带的中心频率在1.08~1.19 GHz之间连续可调,绝对带宽在112~152 MHz之间连续可调;第二通带中心频率在2.07~2.22 GHz 之间连续可调,其绝对带宽在132~189 MHz 之间连续可调。在调谐过程中,通过调节中心开路支节末端变容二极管加载直流电压大小,实现调谐过程两通带带宽基本维持不变。     

双Sagnac环滤波器的传输特性分析和实验研究

利用传输矩阵理论,对一种双Sagnac环滤波器的传输特性进行了理论推导和仿真分析,该滤波器由两段不同长度的保偏光纤（PMF）并联构成。仿真结果表明：该滤波器具有偏振无关和通道间隔可调的特性。对双Saganc环滤波器的传输谱进行了实验测试,通过调节滤波器中的偏振控制器（PC）,可以实现通道间隔的可调操作,调整入射光的偏振态并不会改变光谱形状,与理论分析得到的结论一致。最后,为了验证双Saganc环滤波器在激光器系统中的通道间隔可调特性,设计了一种基于四波混频（FWM）效应和双Sagnac环滤波器的通道间隔可调多波长掺铒光纤激光器。实验结果表明：该激光器可以输出通道间隔为0.9nm或0.35nm的多波长激光,这与仿真结果以及测量结果一致。     

SOI基微环谐振可调谐滤波器

采用电子束光刻和ICP刻蚀等工艺制作出基于SOI纳米线波导微环谐振滤波器。滤波器微环半径为5μm左右,波导截面尺寸为(350nm～500nm)220nm不等。测试结果表明,波导宽度为450nm时器件性能最为理想,其自由频谱宽度为16.8nm,1.55μm波长附近的消光比为22.1dB。通过对微环滤波器进行热光调制,在21.4℃～60℃温度范围内实现了4.8nm波长范围的可调谐滤波特性,热光调谐效率达到0.12nm /℃。同时,研究了基于单环和双环的多通道上下载滤波器,实验结果表明多通道滤波器的信号传输存在串扰,主要是不同信道之间的串扰,尤其在信号上载时,会在相邻信道产生较大串扰。     

基于枝节线加载谐振器的可调滤波器设计

传统基于变容二极管的双频电可调滤波器由于外部容值的加入,该类滤波器的插损变大,同时相对带宽锐减。基于多模谐振器结构,提出了一种新型的工作频段独立、电可调的双频带通滤波器。该滤波器由短路枝节线加载谐振器和一对1/4 波长谐振器组成。在各自的谐振器末端加载带有变容二极管的外部偏置电路,1/4 波长谐振器构成第一通带,短路枝节线加载谐振器构成第二通带,两通带之间互不干扰,单独调节。应用奇偶模分析法及调节耦合间距的方法,确保双通带均出现两个极点,保证其带宽的稳定性。该电可调滤波器第一通带可调范围为0.7 ~0.85 GHz,第二通带可调范围为0.9 ~1.05 GHz,同时双频带的相对带宽基本保持在10% 以上,较以往的双频电可调滤波器,该款滤波器的相对带宽有了较为明显的提升。     

基于微机电系统的法布里珀罗可调光滤波器

为实现调谐范围宽、调谐速度快、带宽窄、驱动电压低以及可批量化生产的可调光学滤波器,提出了一种新型微机电系统(MEMS)可调光学滤波器。由高反射率可动光学镜面与准直扩束光纤端面组成法布里-珀罗(F-P)腔。通过静电驱动改变F-P腔的腔长以调整滤波器的输出光波长,分析了可调光学滤波器的波长调谐原理和静电驱动原理,给出了器件的结构参数和综合设计考虑。利用体硅加工工艺成功制作了可调光学滤波器样品,并进行了实验测试。实验结果表明,通过改变准直扩束光纤的初始位置,3dB带宽与自由谱域之间具有可调性。该可调光学滤波器兼备了MEMS技术与光纤技术的优点,并且结构紧凑、工艺简单、驱动电压低,可用于光通信等场合。     

同轴腔体滤波器的温度补偿设计

同轴腔体滤波器温度补偿设计的主旨思想就是通过改变谐振杆.调谐螺钉以及腔体之间的开路电容来补偿谑振杆长度变化带来的影响.使谐振频率近似为常量.设计出一种带宽为2496MHz～2602MHz的椭圆型带通滤波器,经过测试.温度补偿令人满意.     

一种反射率、带宽、波长可调的微环反射腔镜

基于SOI的光学微环谐振腔具备低功耗、高集成 、高灵敏等特点而被广泛应用于光互连、光通信和光信息传输 等很多方面,本文利用耦合模理论,微环谐振理论和热光调制理论,提出了一种可以同时达 到反射率可调、带宽可调和 波长可调的微环反射腔镜,波长选择在1550 nm 附近 ,微环半径设置为10 μm,硅波导尺寸选择220 nm的条波导,波导 宽度为450 nm。利用转移矩阵方法和matlab仿真软件计算并仿真讨论 了输出光谱与耦合系数k等参数的变化关系。仿真 结果证明,该器件反射率变化为15%(在 无损耗的情况下),带宽调谐范围为0.25 nm～0.95 nm,通过在微环上加热 电极可以实现一个FSR(自由光谱范围)范围波长的调谐。该器件在高速光网络传输、光增 益谱均衡和信道选择方面有着重要应用。     

聚合物微环谐振滤波器特性的研究

利用耦合模理论,计算了聚合物微环谐振滤波器的通路和下话路的传输函数,分析了耦合系数和损耗对传输函数的影响,并推导出了谐振滤波器的谐振波长、自由光谱范围、腔的品质因子、半峰全宽和精细度等特性参数,分析了不同的滤波器结构参数(如环形半径和有效折射率)对滤波特性的影响.     

基于氮化硅微环和载波分离的可重构微波光子带通滤波器

基于Add-Drop型氮化硅微环滤波器,利用光学单边带调制和光载波分离的方法,实现可重构微波光子带通滤波器。滤波器带宽和带外抑制比分别达到726 MHz和37.0dB。并且通过改变光载波波长实现1.64~23.41GHz的滤波器频率调谐;通过调节微环耦合系数实现0.683~2.246GHz的滤波器带宽调谐,在带宽调谐范围内带外抑制比大于26dB。     

基于微环的响应可切换微波光子滤波器

基于微环谐振腔和光纤布拉格光栅，利用相位-强度调制，实现了三种滤波响应可切换微波光子滤波器。通过改变光纤布拉格光栅反射谱、微环谐振腔陷波和光载波三者之间的相对波长，微波光子滤波器的滤波响应可以在带通、平顶带通和高通之间切换。制备了欧拉微环并搭建了微波光子滤波器系统，实现了上述三种响应。三种响应的带宽均具有一定的调谐能力，其调谐范围分别为5.56～7.68 GHz、6.23～11.92 GHz和5.83～10.86 GHz。三种响应下微环的插入损耗均小于10 dB。可切换的滤波响应使该微波光子滤波器具有更高的灵活性，在频率测量、杂散抑制等场景中具有广阔的应用空间。     

波导微环共振滤波器的滤波特性分析

根据波导耦合模理论详细研究了微环共振滤波器的滤波特性,分析了单环、串联双环、串联三环结构等波导微环共振滤波器的滤波特点。通过模拟计算发现,滤波带宽平坦化程度和信道串扰大小主要依赖于由波导构成的各方向耦合器之间的功率耦合比k,同时微环波导的损耗是器件滤波特性劣化的重要原因。在一定优化参数条件下,多环结构的滤波效果优于传统单环结构,并且各方向耦合器功率耦合比k值的优化取值范围扩大,降低了器件工艺实现难度。     

一种基于正方环形谐振器的新型宽带带通滤波器

本文设计了一种紧凑型、宽通带、宽阻带的微带带通滤波器。该滤波器的设计是基于带有两个开路调节支节的正方谐振环。基于紧凑性的考虑,改变了传统方环谐振滤波器的馈电点和开路调节支节的位置,以便对谐振环进行折叠处理。这种改变并不影响谐振环的奇偶模特性。在输入和输出端口,通过两个叉指耦合结构对滤波器进行馈电,这种馈电方式增加了滤波器阻带的带宽和抑制度。滤波器的中心频率为4GHz,相对带宽为45％,通带内的回波损耗小于-12dB,群时延小于0．8ns,1-2．9GHz阻带抑制度大于12dB,5．3～7GHz阻带抑制度大于18dB。     

一种中心和带宽可调VHFL 频段耦合滤波器设计

针对典型电调谐耦合滤波器的两种结构：电感耦合和电容耦合,对滤波器的带宽影响因素进行了理论分析,通 过改变电容耦合单元使得中心频率变化时带宽保持不变。选择了NXP 的BB131 作为谐振变容管,选择NXP 的BB132 作为 耦合变容管,设计了VHFL 频段中心频率及带宽均可调的双调谐耦合滤波器,利用ADS 软件进行了仿真。仿真结果表明此 滤波器在56.9~165.8MHz 的可调范围里,保持接近常数的带宽,矩形系数（30dB/3dB）小于7,具有很好的选择性。实际 电路的测试结果验证了设计的有效性。     

基于温度补偿高双折射光纤环镜的边缘滤波解调方法

提出了一种光纤光栅传感解调新方法。系统由1个3dB耦合器、1个传感光纤布喇格光栅、1个双折射光纤环镜和1个探测器构成,高双折射光纤环镜作为边缘滤波器。光纤光栅波长的线性解调带宽为3．6nm。对双折射光纤环镜的温度补偿进行了实验研究,实验表明,封装的高双折射光纤环镜能够补偿高双折射光纤环镜的温度漂移。补偿前的高双折射光纤环镜波长随温度漂移为2．3nm／℃,补偿后的双折射光纤环镜波长随温度漂移为0．005nm／℃,远小于未补偿的双折射光纤环镜波长随温度漂移。