【摘要】：光學(xué)濾波器在激光、光通信和光信息處理等方面都有很重要的作用。作為光通訊系統(tǒng)的基礎(chǔ)元件,光學(xué)諧振腔在現(xiàn)代波分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)中一項(xiàng)非常重要的功能就是濾波器。因此基于集成光學(xué)和微納光纖這兩大光學(xué)平臺的光學(xué)諧振腔濾波器近年來受到研究人員的廣泛關(guān)注。在集成光學(xué)中,可調(diào)制光學(xué)濾波器可以根據(jù)實(shí)際的需求實(shí)現(xiàn)對任意波長的光信號進(jìn)行濾波,在波分復(fù)用和解復(fù)用方面也發(fā)揮著重要作用;在光纖光學(xué)中,以微納光纖為基礎(chǔ)的濾波器件作為光纖傳輸系統(tǒng)的基本元件被廣泛研究,而基于石墨烯輔助的全光纖可調(diào)諧光學(xué)濾波器件在光開關(guān),濾波器,傳感器等方面也引起了大量的研究興趣。本課題是在系統(tǒng)分析了片上級聯(lián)微環(huán)諧振器,基于微納光纖的結(jié)型諧振器以及石墨烯對石墨烯輔助反饋結(jié)構(gòu)的作用基礎(chǔ)上,設(shè)計,制作以及優(yōu)化了三種新型濾波器件。主要研究內(nèi)容包括:1.本文設(shè)計并制作了一個可調(diào)制的基于二階級聯(lián)微環(huán)諧振器的光學(xué)濾波器,該器件具有優(yōu)于單個微環(huán)諧振器的濾波特性且工藝上易于實(shí)現(xiàn)。通過熱光調(diào)諧的方式,該濾波器能被加熱電極精確控制實(shí)現(xiàn)一個自由譜范圍內(nèi)的調(diào)制。2.提出了一個新的方法,使用單根拉錐光纖設(shè)計并制作了一個全光纖上下載濾波器。整個器件的耦合區(qū)都是由同根光纖構(gòu)成,克服了插入過程的損耗以及模式不匹配造成的損耗,具有低損耗,高消光比以及高品質(zhì)因數(shù)等特點(diǎn)。3.基于單根拉錐光纖設(shè)計了一種包含單個結(jié)型諧振器以及反饋區(qū)的諧振器結(jié)構(gòu)。利用二維材料的非線性特性以及光和物質(zhì)間的相互作用,對其反饋區(qū)的折射率進(jìn)行調(diào)節(jié)以對其產(chǎn)生的濾波譜型進(jìn)行周期性全光調(diào)節(jié)。本文也探究并分析了其工作原理及模型。
【圖文】：

圖 2.1 微環(huán)諧振腔的結(jié)構(gòu)示意圖環(huán)形諧振腔是一個干涉型器件，其最基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)可以表示為一形波導(dǎo)相互耦合而成的具有濾波功能的器件。其環(huán)形波導(dǎo)去可的 F-P 腔（法布里－珀羅干涉儀）。如圖所示，輸入的單色光effm N L時，即光信號繞微環(huán)周長傳輸?shù)墓獬滩顬楣庑盘柌ü庑盘枙?jīng)過耦合區(qū)域耦合至環(huán)內(nèi)并不斷發(fā)生相長干涉，直到時環(huán)內(nèi)輸入的能量與環(huán)的損耗平衡，輸出端沒有能量。這里 是光信號波長，，effN 為環(huán)形波導(dǎo)的有效折射率，R 為環(huán)形波導(dǎo)為環(huán)形波導(dǎo)的周長。而當(dāng)輸入的光波長不在諧振波長處，即m 號在環(huán)內(nèi)不斷發(fā)生相消干涉，直到所有的能量都在輸出端輸出DTD 算法模擬了單環(huán)諧振腔在諧振條件下的光場傳輸條件。 散射矩陣模型

蘭州大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 基于光學(xué)諧振腔的濾波器研究特別的，當(dāng)相位積累2t m時，此時的光功率表達(dá)式可以簡化為 222 22E1tPt （2.10） 2224 421E1tPt （2.11）當(dāng)器件滿足諧振條件時，還存在一種更特殊的情況，即 時，此時輸出端的傳輸功率完全為零，我們稱之為臨界耦合狀態(tài)。如圖 2.2 所示，我們可以得到單環(huán)單波導(dǎo)在臨界耦合情況下的輸出譜線。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN713

【參考文獻(xiàn)】

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4 杜W

本文編號：2589218