纤内马赫-曾德尔结构优化光纤环镜滤波器研究

在单模光纤(SMF)上拉出级联对称缓锥,形成马赫 -曾德尔干涉仪(MZI)结构,将其置入光纤环镜中, 理论和实验研究了它对滤波器特性的改善。环镜滤波器的透射谱由MZI和Sagnac干涉 结合的非相干叠加而成,调谐MZI能实现可调谐滤波。实验表明,滤波器在自由 谱60nm(1425～1485nm)范围内可提高梳状滤波 器的滤波器特性,实现了可调谐滤波。本文结构输出波形稳定, 调制深度大于20dB,优化了光纤环镜滤波特性。     

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。     

聚合物阵列波导光栅波分复用器传输特性分析

针对一种中心波长为1.55μm、波长间隔为1.6nm的聚合物阵列波导光栅波分复用器,对其功率分布、分波波谱、自由光谱区(FSR)、衍射效率、串扰等进行了详细的分析.并对波导芯尺寸、相邻阵列波导间距、衍射级数、阵列波导数等参量进行了优化,得到了器件实际设计所需要的相应的参数值,从而达到优化器件设计的目的.     

聚合物阵列波导光栅波分复用器传输特性分析

针对一种中心波长为 1.5 5μm、波长间隔为 1.6 nm的聚合物阵列波导光栅波分复用器 ,对其功率分布、分波波谱、自由光谱区 (FSR)、衍射效率、串扰等进行了详细的分析 .并对波导芯尺寸、相邻阵列波导间距、衍射级数、阵列波导数等参量进行了优化 ,得到了器件实际设计所需要的相应的参数值 ,从而达到优化器件设计的目的     

聚合物阵列波导光栅波分复用器传输特性分析

针对一种中心波长为1.55μm、波长间隔为1.6nm的聚合物阵列波导光栅波分复用器,对其功率分布、分波波谱、自由光谱区(FSR)、衍射效率、串扰等进行了详细的分析.并对波导芯尺寸、相邻阵列波导间距、衍射级数、阵列波导数等参量进行了优化,得到了器件实际设计所需要的相应的参数值,从而达到优化器件设计的目的.     

高品质因子聚合物可重构微环谐振腔滤波器

以聚合物ZPU-44和聚砜(PSU,polysulfone risi n)分别作为波导包层和芯层材料,采用倒脊形波导结构,设计并 优化了聚合物可重构微环谐振腔滤波器的波导截面参数、弯曲半径、耦合区波导长度和间距 以及调谐电极 等结构参数,分析了其谐振滤波特性。采用传统的微加工工艺制备了聚合物可重构微环谐振 腔滤波器并进 行了测试。结果表明,其在通信波段1550nm附 近的自由光谱范围(FSR)为0.15nm,3dB带宽约为0.0235nm, 品质因子Q达6.60×10⁴,在0~ 4V电压范围内实现了0.5~12.95dB消光比的调谐,且 谐振波长调谐一 个FSR的电压为4.75V,与理论设计基本 相 符。本文的聚合物可重构微环谐振腔滤波器可用于集成波导可调谐光延时线和可调谐滤波。     

1967～2033 nm波段硅基可调谐外腔半导体激光器设计与仿真

2μm波长附近可调谐半导体激光器在分子光谱学和光通信领域中有广阔的应用前景。基于绝缘体上硅（SOI）平台,对2μm波长附近可调谐半导体激光器的外腔部分进行了设计优化。分析了不同尺寸光波导的模式损耗特性、单个微环谐振腔受总线波导耦合间距的作用以及总线波导光反馈终端对外腔半导体激光器性能的影响。并提出了一种具有高工艺兼容度的多模环形光波导光反馈结构。所设计的可调谐半导体激光器硅基外腔可通过环形波导上的镍铬合金微加热器进行0.1 nm/K的高精度调谐,对单个微加热器施加3.2 V电压时,调谐范围可达66 nm(1967～2033 nm)。     

光纤光栅调谐特性的实验研究和分析

对光纤光栅的调谐特性进行了简单的理论分析和具体的实验研究，利用徽位移器(精度0．1μm)对光纤光栅进行纵向拉伸实验，实验中采用了先进的高分辨率光谱仪(分辨率为0．004nm)进行测试，实现了高精度的机械调谐和测试。实验结果比较理想，验证了理论分析的结果，两根光纤光栅分别实现调谐范围6．320nm和5．762nm，光纤光栅每拉伸约0．117％，Bragg波长位移1nm。同时发现，调谐前后的中心Bragg波长、反射率、透射谱几乎不变。     

热光可调谐Si基聚合物列阵波导光栅

报道了用五氟苯乙烯共聚甲基丙烯酸环氧丙酯(PFS-co-GMA)的聚合物材料制备的33×33信道热光(TO)可调谐的阵列波导光栅(AWG)。给出了器件的制作工艺流程和测试结果。测得器件的波长间隔为0.81nm,3dB带宽为0.35nm,串扰约为-20dB,中心输出信道和边缘输出信道的插入损耗分别为10.4dB和11.9dB,TO可调谐值为-0.12nm/K,在温度为10~65℃时的器件工作中心波长为1545.21~1551.81nm,调谐范围为6.6nm。     

可调谐氮化硅波导微环谐振腔滤波器研究

设计并制备了一种基于热光效应的集成可调谐氮化 硅(Si₃N₄)波导微环谐振腔滤波器,通过采用马赫-曾德干涉仪(MZI)构成的可调谐 耦合器控制耦合区耦合比,以实现滤波器消光比的调谐。设计并优化了微环谐振 腔的波导截面尺寸、弯曲半径和耦合区波导间隔等参数,并通过光刻、反应离子刻蚀(RIE )等工艺制备 了两种不同弯曲半径的Si₃N₄波导微环谐振腔。实验结果表明,本文器件在波长1550nm附近处的自由光谱 范围(FSR)为68pm,3dB带宽约为16pm,品质因子Q达到了9.68×10 4,消光比可调范围约为17dB。     

热光聚合物微环谐振腔滤波器的研究

设计并制备了一种热光聚合物微环谐振腔滤波器。微谐振环采用跑道型结构,通过光束传播法(BPM)对其弯曲半径进行了设计和优化。采用传统的接触式光刻曝光工艺制备了微环谐振腔滤波器并对其进行了光谱测试,实验结果表明,所设计的器件在1 550nm附近的自由光谱范围(FSR)为112pm,消光比约为12.8dB,3dB带宽约为0.026nm,品质因子Q为5.96×104,调制效率是6.13pm/mW;同时测量了器件的响应时间,得到的响应时间约为1.5ms。     

Tunable fiber laser based on a cascaded structure consisting of in-line MZI and traditional MZI

A tunable erbium-doped fiber (EDF) laser with a cascaded structure consisting of in-line Mach-Zehnder interferometer (MZI) and traditional MZI is proposed. The transmission spectrum of the in-line MZI is modulated by the traditional MZI, which determines the period of the cascaded structure, while the in-line MZI’s transmission spectrum is the outer envelope curve of the cascaded structure’s transmission spectrum. A stable single-wavelength lasing operation is obtained at 1 527.14 nm. The linewidth is less than 0.07 nm with a side-mode suppression ratio (SMSR) over 48 dB. Fixing the in-line MZI structure on a furnace, when the temperature changes from 30 °C to 230 °C, the central wavelength can be tuned within the range of 12.4 nm.     

基于微环腔型光滤波器的新型气体传感器研究

基于微环腔型光学滤波是一项正在发展中的新型气体传感技术,在工业生产、环境保护和医学等领域具有广阔的应用前景.利用微环状波导腔构成气室的吸收光谱型气体传感器具有结构紧凑、波长选择性良好等优点.通过气体吸收光谱及微环腔特性的计算和分析,对基于微环腔型光滤波器的新型气体检测传感系统的设计进行了研究和探索,分析了微环尺寸与其谐振波长、自由光谱范围之间的关系.     

基于环行腔光纤激光器的应力传感器

提出并演示了一种基于大直径光纤锥的马赫曾德尔干涉仪应力传感器。以锥形光纤马赫曾德尔干涉仪作为滤波器,对掺铒光纤的增益谱进行梳状滤波,最终在环行光纤谐振腔中实现激光的产生并输出。所采用的马赫曾德尔干涉仪在作为滤波器件的同时也能够对光纤轴向应力进行传感,最终实现激光器输出波长随应力增加而向短波长方向漂移,实验结果显示其在波长1557 nm附近传感的敏感度达到了3 pm/。基于该锥形光纤的马赫曾德尔干涉仪具有成本低、制作简便和机械强度高的优点,使其更有利于商业化规模制作。     

新型电光逻辑门的设计及计算机图形光谱

光逻辑门是未来全光网络中光信息处理的核心元件,它可以实现高速光包交换,全光地址识别,数据编码,奇偶校验,信号再生等功能。采用微环谐振器设计了一种新型的电光逻辑门,结构通过三个非对称微环组成,分析耦合区的传输矩阵方程得出加载电压信号的变化能够实现微环折射率的变化,利用光强的逻辑开关特性可以实现光门逻辑。计算机仿真验证了工作波长1 600 nm时,实现的高电平50.7 V定义为逻辑1,低电平0 V定义为逻辑0,通过光强变化得出了6位逻辑运算;整个系统的响应时间理论上得到了1.8 ps,运算速率可达近200 Gbit/s。逻辑的双稳态分析中得出:微环发生最大谐振值时对应的控制波长等于微环未发生形变前的谐振波长和偏移量之和;调制可以通过微环谐振波长实现控制。这一研究对于未来全光通信的实现具有一定的意义。     

内嵌光栅微环型三维立体功分/波分器

基于消逝场耦合原理、微环谐振原理和光栅反射原理,设计了一种内嵌光栅微环型三维立体功分/波分器结构。该结构采用以内嵌光栅的微环滤波层为中间层,上下两层输出波导层关于中间层对称的三维立体集成结构,使得器件同时具有滤波和功分的功能,提高了器件的集成度,级联光栅的嵌入则提高了器件的滤波特性。理论分析结果表明,该器件结构具有良好的滤波特性,并且能实现3种不同功率光信号输出。     

基于MIM亚波长结构的微环谐振器性质研究

文中设计了一种基于MIM结构的亚波长表面等离子体激元微环谐振器,利用时域有限差分（FDTD）方法分析了其滤波特性,并且针对1．31谐振输出波长处对谐振器进行了性能分析。结果表明这种亚波长结构的微环谐振器与现有的传统介质谐振环器件相比具有很大的优势,更加有利于集成光路的应用。     

Theoretical Analysis and Experiment of Temperature Stability for Fiber-optic Mach-Zehnder Interferometer Filter

Fiber-optic Mach-Zehnder interferometer(MZI) can be used as wavelength-multiplexers and demultiplexers. The △L and △φ directly influence the properties of MZI. To lengthen the △L can demultiplex much more wavelengths, but when the △L is longer, the temperature will influence MZI more seriously. A method to solve this problem is proposed, which enables MZI to work stably. The wavelength distance is 0.8nm, and the extinction ratio is high.     

基于微环延时的宽带相控阵天线系统

微环作为一种典型的平面光波导回路,具有结构紧凑、性能可靠等特点,而用其制成的波导延时芯片集成度高、体积小,与其他光延时器件相比,更适合于贴近阵面安装。因此提出了一种基于阵元级微环延时、子阵级光纤延时的宽带相控阵天线系统,并在均匀线阵的情况下,对所提天线系统进行了数学建模和性能仿真。由仿真结果可知,与一般的阵元级移相、子阵级光纤延时的相控阵系统相比,所提系统能够更有效地满足电子对抗宽带宽角扫描的需求。     

Microwave photonic bandpass filter based on spectrumslicing and phase modulator

A tunable microwave photonic bandpass filter with high mainlobe-to-sidelobe ratio (MSR) based on a phase modulator and a dispersive device is proposed. The multi-tap characteristics of the filter are realized by slicing a broadband source using a Mach-Zehnder interferometer (MZI) which results in a high MSR of 25 dB. The tunability of the filter is realized by an optical variable delay line (OVDL) in one arm of the MZI, which changes the wavelength spacing of the sliced broadband source and results in a tunable free spectrum range (FSR) of the filter. The central frequency of the bandpass filter is tunable from 10.7 GHz to 27 GHz by changing the wavelength spacing from 0.145 nm to 0.054 nm.