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紫外写入制备微环谐振波分复用器的参数设计与模拟分析

作　者: 吴键
导　师: 张汉壮
学　校: 吉林大学
专　业: 光学
关键词: 紫外写入法微环谐振腔波分复用器插入损耗串扰
分类号: TN751
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 65次
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内容摘要

利用聚合物材料制作的微环谐振器具有结构紧凑、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价值,但碍于制作成本高,现实中还没有得到广泛的应用。而用紫外写入法则成本低、便于制作,是一种新兴的制备方法。本论文利用耦合模理论和传输矩阵方法,对紫外写入法制备的微环谐振波分复用器(MRRWDM)进行了模拟分析。首先分析了紫外写入法制备MRRWDM的可行性,然后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缺点和不足之处。针对单环结构的输出光谱中非谐振光较强、谐振峰带宽不够平坦陡峭以及耦合层过薄的问题,我们设计了侧向耦合双八边形环谐振波分复用器、侧向耦合三环谐振波分复用器,并在文中具体阐述了这些结构的MRRWDM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讨论,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,这些器件有效地降低了非谐振光的强度和串扰,形成了平坦陡峭的箱形波谱,并解决了耦合层过薄的问题,使得器件能够发挥更好的分波功能,而且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。

全文目录

提要  4-8
第一章绪论  8-20
  1.1 引言  8-9
  1.2 波分复用技术及其发展  9-16
    1.2.1 波分复用器的种类和特点  10-12
    1.2.2 微环谐振滤波器和波分复用器的研究现状  12-16
  1.3 本论文的主要内容  16-20
第二章紫外写入制备微环谐振器的可行性分析  20-24
  2.1 紫外写入法的发展  20-22
  2.2 紫外写入制备微环波分复用器的设想及可行性  22-24
第三章矩形波导的模式特性  24-36
  3.1 马卡梯里近似  25-28
  3.2 矩形波导的E_(mn)~y 导模  28-30
  3.3 矩形波导的E_(mn)~x 导模  30-31
  3.4 矩形波导的弯曲  31-34
  3.5 总结与讨论  34-36
第四章矩形波导的弯曲耦合  36-48
  4.1 耦合模方程及其解  36-40
  4.2 振幅耦合比率  40-45
    4.2.1 微环波导与微环波导间的侧向耦合  41-42
     4.2.2 微环波导与信道波导间的侧向耦合  42-43
    4.2.3 圆滑方形波导间的侧向耦合  43-45
    4.2.4 圆滑方形波导与信道波导间的侧向耦合  45
  4.3 结果与讨论  45-48
第五章单环谐振波分复用器的特性分析  48-62
  5.1 基本原理和基本功能  49-53
    5.1.1 微环谐振方程  49-50
    5.1.2 微环谐振半径  50
    5.1.3 半径-波长色散方程  50
    5.1.4 相邻微环半径差  50-51
    5.1.5 自由光谱区 FSR  51-52
    5.1.6 输出信道数  52
    5.1.7 基本功能  52-53
  5.2 传递函数和参数优化  53-58
    5.2.1 基本结构  53-54
    5.2.2 传递函数  54-56
    5.2.3 参数优化  56-58
  5.3 特性分析  58-62
    5.3.1 振幅耦合比率  58
    5.3.2 微环的弯曲损耗  58-59
    5.3.3 竖直输出信道的输出光谱  59-60
    5.3.4 竖直输出信道的插入损耗  60-61
    5.3.5 竖直输出信道的串扰  61-62
第六章新型结构的微环谐振波分复用器的优化设计  62-76
  6.1 侧向耦合圆滑正八边形双环谐振波分复用器  62-69
    6.1.1 基本结构  63-64
    6.1.2 传递函数  64-65
    6.1.3 参数优化及特性分析  65-69
  6.2 侧向耦合圆滑方形串联三环谐振波分复用器  69-76
    6.2.1 基本结构  70-71
    6.2.2 传递函数  71-72
    6.2.3 参数优化及特性分析  72-76
结论  76-80
  一、主要结论  76-77
  二、主要创新点  77-78
  三、今后工作展望  78-80
参考文献  80-85
攻读硕士期间发表的论文  85-86
中文摘要  86-90
ABSTRACT  90-95
致谢  95

紫外写入制备微环谐振波分复用器的参数设计与模拟分析

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