针对基于腔内折射率调制效应的微环电光调制器高Q值和调制带宽相互制约的问题, 提出一种基于耦合调制方式的矩形环谐振腔电光调制器.器件由基于受抑全内反射原理的沟槽型光耦合器和基于全反射原理的90°弯曲波导构成.通过建立时域动态模型对器件进行仿真设计, 可得其调制相位小于0.2 π、静态调制深度大于0.96 (归一化最大值为1.0)、调制带宽大于100 GHz.该器件片占面积为 10 μm×15 μm, 高效紧凑, 满足高度集成、低能耗和高速调制等要求, 可向二维方向配置和扩展.该器件可应用于单片光子集成回路.

基于微环构成的滤波器，因其具有较大曲率半径以及窄带宽等缺陷，提出一种马赫-曾德尔结构结合矩形环谐振腔的高效紧凑光滤波器。器件结构均由基于受抑全内反射原理的沟槽型微纳光子耦合器和基于全内反射原理的90°弯曲波导构成。采用状态空间表示法和时域有限差分法对器件的品质因数、传输特性等参数进行了计算和仿真。状态空间表示法对比了不同耦合系数及损耗系数对滤波特性的影响；利用时域有限差分法仿真得到在反射系数接近穿透系数时，呈现出的通带和阻带带宽不等的非对称波长交错滤波效果，在反射系数远大于穿透系数时，滤波器品质因子约为3120，并获得在25 μm × 8 μm 面积下自由光谱范围高达50.6 nm 的特性。该器件提高了在单片光子集成回路中的集成度且具备二维方向布局配置及扩展的能力。