哈尔滨工业大学物理系, 黑龙江 哈尔滨 150001
根据波导耦合方程,导出了串联微环谐振器的传输矩阵,并分析了环数、环间耦合系数以及损耗对串联微环谐振器输出特性的影响。数值模拟表明,串联微环谐振器具有光子带隙的特征。当环数增加时,通带内满足谐振条件的波长数增加; 当环间耦合系数增加时,可使通带带宽加宽; 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(WDM)的功能。选用脉冲宽度为50 ps的高斯型激光脉冲注入微环谐振器,发现当环间耦合系数较小时,出射脉冲相对于入射脉冲具有光学延迟的效果,并且随着环数的增加,延迟时间逐渐增大,而当环间耦合系数较大时,光学延迟效果不明显。
集成光学 微环谐振器 传输矩阵 串联耦合 光学延迟
将串联结构的环型谐振滤波器类比为四端口网络，利用传输矩阵法推导出通路和下话路传输函数的通用公式。对表征串联双环谐振滤波器响应的特性参量：幅度平坦性、通带带宽、相位群时延进行了数值计算和优化设计。结果表明：尽管损耗将引起滤波响应幅度的轻微降低，但在目前改善了的制作工艺下，损耗对器件的影响可以忽略；滤波器的传输特性主要由环与环间耦合系数决定，通过优化使其从中间到两侧对称增加，可以在实现滤波响应最大平坦性的同时，改善通带带宽和过渡带的滚降特性。与单环结构相比，不仅幅度特性得到了明显的改善，而且消除了二阶群时延色散效应。
集成光学 光滤波器 微环谐振滤波器 传输函数 串联耦合
与输入/输出波导耦合的环型谐振腔能形成结构简洁、性能良好、集成度高的信道滤波器。为实现通带内频率响应平坦度高、滚降时间快的滤波效果,采用多环结构形成的高阶滤波器。利用传输矩阵法推导了环与环间通过串联耦合和并联耦合两种方式形成的多环高阶谐振滤波器的传输函数公式。对于并联耦合结构,通过优化直接影响下话路滤波特性的环与环间直波导的长度,实现了下话路光谱的对称性。对于串联结构,影响其特性的主要因素为环与环间的耦合系数,要实现最大平坦的通带特性,通过数值计算得出各个环间耦合系数必须从中间到两侧对称增加的特性。
导波光学 光滤波器 环型谐振腔 传输矩阵 串联耦合 并联耦合
