基于信号流程图理论的交叉信道微环滤波器研究

分析了一种将微环谐振器与交叉信道相结合的光学滤波器结构,采用信号流程图理论推导出其在下载端和输出端的传递函数,讨论了耦合系数对滤波器下载端输出光谱的影响。仿真结果表明:通过优化滤波器结构中的耦合系数,在下载端可实现顶部平坦、边沿陡峭的输出光谱。数值计算得出,在谐振波长1 550 nm处,滤波器的品质因子达到10~3量级,精细度为4.75,消光比为68 dB,具有良好的滤波特性,可以将该结构应用于密集波分复用(DWDM)系统作为滤波器使用;也可以将该结构级联,设计波分复用器。利用SOI材料的热光性能,通过对微环加热,发现下载端光谱向右漂移,能够实现滤波器的可调谐性。     

基于圆角矩形结构的表面等离子体激元滤波器与光开关

本文提出并研究基于圆角矩形结构的表面等离子体激元带通滤波器，运用时域有限差分方法(Finite-Difference Time-Domain ,FDTD)对滤波器的透过率特性进行模拟仿真.由于采用圆角矩形结构，滤波器的透过率在带宽不变的情况下被优化.通过改变圆角矩形谐振腔的圆角半径以及腔长，可以实现所需要的透过率光谱. 本文在圆角矩形结构基础上提出12解复用器，通过将输出端2与谐振腔耦合处的波导增长120nm，实现了抑制共振模作用. 通过在滤波器的圆角矩形谐振腔中注入具有双折射效应的液晶Merck BL009，提出具有波长选择作用的光开关. 以上实验结果表明，基于圆角矩形结构的等离子体激元滤波器在纳米光学器件中具有很好的应用前景.     

一种基于调谐频率设计双调谐滤波器的新方法

针对双调谐滤波器的参数设计问题,提出一种基于调谐频率设计双调谐滤波器的方法.利用双调谐滤波器与2个并联的单调谐滤波器阻抗等效的原理,研究双调谐滤波器中串联谐振支路电感、电容和单调谐滤波器谐振频率、电容的关系,从而确定双调谐滤波器串联支路和并联支路的谐振频率.利用单调谐滤波器的谐振频率是双调谐滤波器的零点,确定并联支路的电感,结合并联支路的谐振频率确定并联支路的电容.该方法可以简化双调谐滤波器的设计运算,实例展示了该方法双调谐滤波器阻抗特性曲线,仿真分析表明:依据该方法设计的双调谐滤波器的滤波效果良好.     

基于三微环串联阵列的8通道密集波分复用器

采用信号流程图理论与微环谐振理论设计了一种新型的基于三微环串联阵列的8通道波分复用器。采用MATLAB仿真工具对该器件输出谱进行分析,通过优化传输耦合系数、微环谐振器的半径等结构参数获得品质因子达到1 687. 09、精细度13. 59、形状因子为0. 651的输出谱。利用这种多个微环阵列耦合总线波导可以构建一个密集波分复用器结构,它也为设计制作多通道波分复用器奠定了基础。     

基于阻抗变换器的双模圆波导滤波器设计方法

提出一种基于阻抗变换器的双模圆波导滤波器设计方法,将腔体之间的耦合机构和同一腔体简并模式之间的耦合机构用阻抗变换器模型等效,采用全波仿真软件逐级确定耦合结构和调谐结构尺寸的仿真策略,避免耗时的全波仿真优化,并通过一个双模圆波导滤波器的设计实例验证该方法的有效性和准确性.1     

硅基集成光波导放大器的最新研究进展

在信息化进程中,随着摩尔定律越来越接近极限,将微电子和光电子结合起来,开发硅基大规模光电子集成技术已经成为技术发展的必然和业界的普遍共识.在硅基光电子集成器件中,硅基光源是重中之重.虽然硅是间接带隙半导体材料,发光效率很低,但人们一直没有放弃制备硅基光源.硅基光源包括硅基光波导放大器、发光二极管、激光器等,其中硅基光波导放大器又是激光器的基础,是硅基光电子集成回路中不可或缺的器件,如果光波导放大器有足够高的净增益,在光波导放大器的两端设计合适的谐振腔就可以获得光泵的激光.本文着眼于硅基光波导放大器,介绍了目前硅基光波导放大器最主要的两个研究方向,即硅基混合集成Ⅲ- Ⅴ族半导体光波导放大器和硅基掺稀土离子光波导放大器.并分别讨论了这两个研究方向的原理、制备方法、发展过程等,列举了相关的典型研究成果,最后简单介绍了其他光放大技术,并做了相应的分析、总结和展望.     

多传输零点基片集成波导双通带滤波器

提出一种新型的基片集成波导(substrate integrated waveguide, SIW)双通带滤波器. 该滤波器由2个不同中心频率、不同带宽的滤波器组成, 共用输入输出端口, 并采用矩形基片集成波导谐振腔结构, 通过在源与负载之间引入电耦合产生多个传输零点, 从而大大提高了滤波器的选择特性. 设计了一款工作在Ku波段的基片集成波导双通带滤波器, 两通带带宽分别为220和120 MHz. 利用Ansoft HFSS建立滤波器模型并进行全波仿真. 仿真结果表明, 该滤波器带外衰减陡峭, 结构紧凑. 实测结果与仿真结果吻合良好.     

一种新型多层八分之一模基片集成波导滤波器小型化研究

为进一步解决基片集成波导滤波器小型化问题,提出并设计了一种新型多层八分之一模基片集成波导(eighth-mode substrate integrated waveguide,EMSIW)滤波器。利用高频电磁仿真软件Ansoft-HFSS建立滤波器模型并进行仿真,仿真结果表明其性能较好,相对带宽为23.6%,尺寸相较于原始谐振腔减小了87.5%,较好地实现了基片集成波导滤波器的小型化。     

级联微环辅助M-Z型带通切比雪夫光学滤波器的设计

为得到所给具体参数的光学滤波器,本文将数字滤波器的设计方法引入到级联微环辅助M-Z干涉仪光学滤波器的设计中.以带通切比雪夫滤波器为例,给出了光学滤波器的设计过程,利用数字滤波器的设计方法计算出带通切比雪夫光学滤波器的具体传输函数,通过级联微环辅助M-Z干涉仪来实现滤波器的传输函数,根据传输函数的零、极点计算出了各微环辅助M-Z干涉仪的耦合系数、臂长差和环长,根据上述结构参数对其进行计算机仿真验证,所得结果与利用数字滤波器方法设计的带通切比雪夫滤波器相一致.同时对微环辅助M-Z干涉仪型光学滤波器的特性进行了分析.     

一种基于低温共烧陶瓷的新型多层交叉耦合基片集成波导滤波器

提出了一种4级交叉耦合的拓扑结构,并用其设计了一个多层基片集成波导滤波器.非相邻谐振腔间的交叉耦合使滤波器产生了2个有限传输零点,改善了滤波器的性能.用高频电磁仿真软件HFSS对滤波器进行设计和仿真,并用8层低温共烧陶瓷（LTCC）工艺对其进行加工.测量结果与仿真结果吻合较好,从而证明了所给滤波器结构的有效性.     

基于MIM波导缺陷谐振环结构的传输特性研究

应用时域有限差分方法(FDTD)研究了基于金属-介质-金属(MIM)波导缺陷谐振环结构的传输特性.该结构由一通道波导和位于通道上方的缺陷谐振环组成,与无缺陷谐振腔结构相比,缺陷谐振环结构破坏了环形腔原有的共振模式,从而呈现出新颖的滤波特性.当缺陷尺寸发生改变时,谐振环有效长度发生变化,通过调整缺陷的尺寸,可以有效调节滤波波长,其数值计算值与传输线理论值基本吻合.此外,通道波导与谐振环间的耦合强度在一定程度上依赖于缺陷的位置,因此通过调节缺陷的位置可以有效控制滤波强度.与其他滤波器相比,此结构在不改变结构总尺寸的情况下,可调节滤波波长,实现了更宽频段的滤波,并有效调节其透射率.当缺陷尺寸设定为某一特定值时,能实现模式间的简并,提高滤波性能.     

流体动力学调制下的动态光流控波导及其生化应用

基于流体动力学调制,探究光流控波导的独特光学特性及其生化应用.将微流体独特的输运、扩散、离心性质应用到光波导设计中,赋予液体不同于固态光波导的奇异性质.例如以输运为主的流体特质可构造动态可调的阶跃波导;扩散明显的流体特质可构造具有独特衍射现象的渐变波导;离心性质可实现纤芯3D可调的动态波导.结合其他液体性质,光流控波导可实现传感、染料激光及颗粒分离的诸多生化应用.     

基于脊型波导的跑道型环形谐振器的偏振模式分离特性分析

设计和分析了基于绝缘体上硅的脊型波导的偏振模式分离谐振腔。通过分析超小脊型波导的模式双折射,将该微环谐振腔应用到定向耦合器,实现从准TE和准TM偏振模式在特定波长范围内同一输出端口的分离。试验证明,准TM偏振模式分离后的Q值达23 000±1 000,是未分离时的两倍。该新型跑道型环形谐振腔的特点在光学元件中的应用非常有前景,为新型环形耦合器的深入研究提供了理论参考。     

光学微环谐振腔的热非线性效应

微环谐振腔在谐振条件下腔内光能量会得到显著增强,但是随着该能量的不断增强,其所引发的热效应将使得微环谐振腔的有效折射率发生改变. 为此,从微环谐振腔温度、泵浦输入光功率的大小和泵浦输入光波长的扫描速率三个方面,对一类具有高Q值的氮氧化硅微环谐振腔的热非线性效应进行了研究. 结果表明,通过控制谐振腔的温度可以实现谐振频率的锁定. 同时,利用热非线性引起的双稳态效应,通过控制泵浦输入光功率大小以及功率大小改变的速率,也可以实现微环谐振腔的模式锁定. 该研究为如何稳定微环谐振腔腔内能量提供了一种解决办法.     

可调谐滤波器驱动电路设计与实现

可调谐光滤波器是一种波长或者频率的选择器件,是光纤通信系统及光纤光栅传感系统中的一个关键性器件。它能够动态地从多个不同频率的输入光信号中,根据需求选择出一种特定频率的光信号,同时衰减其它的频率成分,起到选频的作用。同时可调谐光滤波器还可应用在光纤激光器、波长变换器、光放大信号器中实现信号滤波等功能。本文从数字和模拟两个方面对可调谐光滤波器的驱动电路进行研究和设计,实现可调谐光滤波器优良的滤波性能。     

微环谐振器传输特性分析

主要研究微环谐振器的基本结构参数对传输特性和微环性能的影响。根据耦合模理论,给出了微环谐振器传输函数的表达式;用传输矩阵法对直波导和弯曲波导之间的耦合进行了分析,研究了耦合系数与微环结构参数之间的关系;利用时域有限差分法对微环谐振器进行数值仿真,得到其频谱响应曲线。通过分析可以得到:波导间距的增大使振幅耦合比率减小;微环半径变小,微环的弯曲损耗就会变大,品质因子变大,自由光谱范围就会变大。相对微环半径,波导厚度对微环的性能参数影响较小。在设计时,应按照实际需求来设计间距和微环半径的大小。     

一种新型F-P腔光滤波器

报导了一种采用内置LiNbO3晶体波导的新型F P腔光滤波器 ,其选择性好、精细度高 ,并具有调谐速度快和插入损耗低等特点     

高性能同心双环腔的性质（英文）

模拟和研究了高性能同心金属-绝缘体-金属环的光学特性.通过改变内环折射率ni,内环和外环之间的共振波长和耦合强度可以被大范围调谐,内环和外环的能量分配比也可以被调节.当能量主要分布在内环时,可以有效地抑制损失到波导的能量,从而得到该结构的超高品质(Q)因子.当外环能量较大时,同心双MIM环与波导之间的耦合强度较大,得到该结构的消光比高.提出的同心双MIM环为设计先进的等离子体谐振腔提供了新的视角.     

基于CSRR的SIW和HMSIW小型化滤波器设计

为了实现滤波器的小型化,通过在基片集成波导(SIW)和半模基片集成波导(HMSIW)上表面加载互补开口谐振环(CSRR)可以降低原来的截止频率,并分析了CSRR参数变化与单元个数对传输性能的影响,从而设计了小型化的CSRR-SIW和CSRR-HMSIW滤波器。测量结果显示HMSIW滤波器的相对带宽是SIW滤波器的3倍以上,约为10.24%,而有效电路面积仅为SIW滤波器的一半,为31.8×11.3mm2。测量结果与仿真结果基本吻合,验证了滤波器设计的有效性,2种滤波器可以广泛应用于微波毫米波系统中。     

光子晶体耦合腔波导中的慢光特性研究

研究了二维光子晶体耦合腔波导的慢光传输特性.利用平面波展开法分析不同结构的耦合腔波导的色散曲线.分析发现,光子晶体耦合腔波导的慢光特性与点缺陷微腔的几何尺寸有关.通过调制点缺陷的半径可以改变慢光导模的中心频率.另外发现,点缺陷微腔间距也是影响耦合腔波导慢光特性的重要参数.增大距离n,零色散点导模的群速度明显下降,可以获得群速度为0.005c的慢光模式,而导模的中心频率变化不大.该分析结果为设计不同要求的慢光波导结构提供重要参考.