新型聚合物电光调制器研究——聚合物微环谐振结构性能分析

摘要

高速电光调制器是光纤通信系统中的重要部件，然而高速电光调制器的价格一直居高不下，严重影响了光纤通信的发展和推广应用。因此本文提出了一种性能优越的、廉价的电光调制器研究方案——基于可调谐微吸收环的高速聚合物电光调制器研究。 本论文重点研究了这种新型调制器的主要组成部分——聚合物微环谐振结构的性能。主要研究内容如下： ●从理论分析的角度，利用耦合模理论，推导了单环谐振器的通路和下话路的传输函数公式，分别分析了环与直波导间的耦合系数、环内损耗和环半径对微环谐振器的输出光谱特性的影响。 ●在分析单环结构的基础上，利用传输矩阵法，推导了多环并联和多环串联两种耦合结构的高阶谐振器的传输函数公式，分别分析了并联环间直波导的长度、串联环间耦合系数、环与直波导间的耦合系数、环个数和环半径对相应结构输出特性的影响，通过优化这些参数实现下话路输出光谱具有通带的最大平坦性和过渡带良好的滚降特性，从而达到改善其输出光谱特性的目的。 ●对于并联耦合结构，通过优化环间直波导的长度实现了输出光谱的对称性；对于串联耦合结构，通过从中间到两侧对称增加环间耦合系数的方式实现了输出响应最大平坦的通带特性；将串联双环设计成半径不等的结构，可以极大地增加自由光谱范围，改善了信道间干扰。 本论文的计算结果，对设计出性能优良的微谐振环结构有重要的指导意义，为最终研制出新型的基于可调谐微谐振环的高速电光调制器提供了理论依据。

目录

文摘

英文文摘

致谢

1 引言

1.1研究高速电光调制器的意义

1.2目前电光调制器领域已有的研究内容和发展状况

1.2.1 目前高速电光调制器的发展现状

1.2.2 有机聚合物电光调制器的研究进展

1.3聚合物微谐振环在新型高速电光调制器中的应用

1.4本文的主要工作

2 基本理论

2.1调制的原理

2.2耦合模理论

2.3环形波导谐振腔简介

2.4微环型结构光电子器件的分析方法

3 计算方法与理论分析

3.1环形波导谐振腔器件的参数

3.1.1 谐振波长

3.1.2 自由光谱范围

3.1.3 半峰全宽

3.1.4 品质因子

3.1.5 精细度

3.2单个微环结构的环形谐振器

3.3多环并联耦合结构的环形谐振器

3.4多环串联耦合结构的环形谐振器

4 微环谐振器性能的仿真结果与讨论

4.1单个微环结构的谐振器

4.1.1 传输函数随结构参数变化的情况

4.1.2 自由光谱范围随结构参数变化的情况

4.2多个微环并联结构的谐振器

4.2.1 环间距对输出特性的影响

4.2.2 环个数对输出特性的影响

4.2.3 环半径对输出特性的影响

4.2.4 耦合系数对输出特性的影响

4.3多个微环串联结构的谐振器

4.3.1 两个环串联结构的谐振器

4.3.2 串联环形腔个数对输出特性的影响

4.3.3 不同的环半径对输出特性的影响

4.3.4 串联不同环半径的双环形腔对输出特性的影响

5 结论

参考文献

作者简历

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