新型复合微型环谐振腔器件在DWDM系统中的应用

摘要

本文详细阐述了微型环谐振腔器件的原理、性能及其应用，提出了数种新型复合微型环谐振腔器件的设计与分析。利用多微型环谐振腔耦合在对称马赫－曾德尔干涉仪的一臂上，可以得到高阶梳状频谱，从而使其滤波特性比低阶滤波器有所改善。研究表明，两种不同类型的滤波器的组合能使其具有门状的输出频谱，大大提高频谱波形的平坦度。如耦合单一微型环的马赫－曾德尔干涉仪结构的矩形系数为0.25，而耦合三个环组成的阵列的马赫－曾德尔干涉仪结构就可以将这个参数优化到0.4。另外，使用聚合物材料，还能为此器件增加调谐特性，使得器件的应用更加灵活。本文还介绍了一种由两个大微型环和一个小微型环组成的新型全通滤波器。此器件可以将群延时谱宽从25GHz展宽到100GHz，这使得在系统中的微型环尺寸设计更加灵活。通过波导之间耦合系数的设计，如用比较大的微型环谐振腔和强耦合来同时达到比较大的群延时谱宽、色散补偿能力和补偿带宽。它能为高速密集波分复用系统提供传统的和多信道的色散补偿。本文还系统地介绍了微型环谐振腔现有的几个前沿的研究方向，包括耦合微型环波导和全光控制微型环谐振腔器件，展望了此器件在密集波分复用系统中的应用。