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随着光纤通信技术的发展 ， 光通信网络需要不断地提高工作性能和降低运营成本，其核心技术在于光波导器件的微型化、集成化和规模化，与此同时未来全光网络迫切需要能够实现多种功能的新型光波导器件。微环谐振器 ( 简称微环 ) 满足了上述两个要求，其微纳米量级的尺寸非常适于大规模单片紧密集成。本文根据波导耦合方程，导出了双微环谐振器的传输矩阵，并分析了微环耦合系数、微环半径、折射率以及损耗对 双 微环谐振器输出特征的影响。数值模拟表明，当环间耦合系数增加时，可使通带带宽加宽；而随着微环半径的增大通带带宽变窄 。 通过适当选择环数和环间耦合系数 ， 可以实现滤波和波分复用的功能 。8202
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关键词 双微环 微环谐振腔 传输矩阵 滤波Title The research research research research ofofofof the the the the n n n n ewewewew microring microring microring microring resonator resonator resonator resonator s s s s
Abstract Abstract Abstract Abstract
With the development of fiber-optic communication technologies,
high-performance and low-cost are both desirable for optical communication
networks.The core technology includes small-size optical waveguide
devices with the potentials for integrations.In addition, optical
waveguide devices with various functions for all optical signal processing
are becoming more important for the realization of future all-optical
networks.The microring resonator is a suitable candidate to meet these two
requirements.Moreover, its small size is very suitable for integration
with large dimension.
The transfer matrix of the dual-microring resonators is derived in detail
based on the coupled mode theory of waveguide.The influence of the coupling
coefficients,the radius of the rings, refractice index and loss on the
transmission spectrum of the dual-microring resonators are analyzed.
Numerical simulation indicates that the bandwidth of the pass band will
increase with the coupling coefficient, and at the same time,the number
of the resonant wavelength in the pass band will decrease with the radius
of the rings increase. The microring resonator can act as filters or
wavelength pision multiplexer in appropriate condition.
Key words dual-microring microring-resonators transfer matrix
filters目 次
1 引言 ·· 1
1.1 微环谐振腔的研究意义和现状 ·· 1
1.2 研究方法 · 2
1.3 微环谐振腔的应用 4
1.4 本论文的主要工作 8
2 TMM 传输矩阵法原理 · 9
2.1 TMM 矩阵公式推导 · 9
2.2 微环的重要参数 ·· 12
2.3 本章小结 12
3 无损传输光波谱分析 ·· 13
3.1 耦合系数 κ 对微环性能的影响 · 13
3.2 谐振腔半径对微环性能的影响 · 14
3.3 折射率变化对微环性能的影响 · 19
3.4 本章小结 21
4 有损传输光波谱分析 ·· 22
4.1 不同损耗条件 A 对传输波谱的影响 22
4.2 耦合系数 κ 对微环性能的影响 · 23
4.3 谐振腔半径对微环性能的影响 · 25
4.4 折射率变化对微环性能的影响 · 28
4.5 本章小结 31
结论 ·· 32
致谢 ·· 33
参考文献 ·· 34
1 1 1 1 引言引言引言引言
1.1 1.1 1.1 1.1 微环谐振腔的研究意义和现状 微环谐振腔的研究意义和现状 微环谐振腔的研究意义和现状 微环谐振腔的研究意义和现状
21 世纪是高度信息化的时代，世界正经历着前所未有的变革，信息技术将是影
响人类生活的非常重要技术之一 。 光纤技术的快速发展 ， 被誉为通信发展史上的一次