【摘要】：可調(diào)諧帶通濾波器是粗波分復(fù)用(Coarse-Waveguide-Division-Multiplexing,CWDM)光纖通信系統(tǒng)中復(fù)用\解復(fù)用端的關(guān)鍵器件。利用其可調(diào)諧性可以實現(xiàn)通道選擇,并且降低了器件制作的工藝難度,使得濾波器的中心波長可以更容易對準(zhǔn)系統(tǒng)通道內(nèi)的中心波長。當(dāng)前,在光波導(dǎo)器件中,主要有熱光和電光兩種調(diào)諧方式。但是熱光調(diào)諧的速度較慢,所以不適用于高速切換的應(yīng)用場景,而電光調(diào)諧因其較快調(diào)諧速度,成為了高速調(diào)諧的主要方式。鈮酸鋰晶體由于其大電光系數(shù)、成熟的制造工藝和穩(wěn)定的工作狀態(tài),成為了制作電光調(diào)諧器件的重要材料之一。在結(jié)構(gòu)方面,非對稱馬赫-增德爾干涉儀(Mach-Zehnder-Interferometer,MZI)結(jié)構(gòu)因為其結(jié)構(gòu)簡單、消光比高、串?dāng)_低等優(yōu)點,而得以廣泛應(yīng)用。但由于非對稱MZI結(jié)構(gòu)和鈮酸鋰光波導(dǎo)的特性,不可避免的會產(chǎn)生彎曲損耗,而且未經(jīng)優(yōu)化的彎曲波導(dǎo)在長波長處的損耗會更加嚴(yán)重。為了更好的解決以上問題,本文從實驗上研究了鈮酸鋰光波導(dǎo)在不同寬度下的彎曲波導(dǎo)損耗,并在器件設(shè)計當(dāng)中,增加了波導(dǎo)的寬度,用以改善彎曲損耗和長波長處損耗的問題。其次是利用了錐形定向耦合器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)定向耦合器,用以解決傳統(tǒng)定向耦合器由于色散原因使得無法在較大的波長范圍內(nèi)保持相同的分光比,而導(dǎo)致工作帶寬下降的問題。論文首先介紹了波分復(fù)用(Wavelength-Division Multiplexing,WDM)系統(tǒng)對于光纖通信的重要性,以及CWDM系統(tǒng)的用途,說明了可調(diào)諧帶通濾波器在CWDM系統(tǒng)中解復(fù)用端的用途、研究現(xiàn)狀以及面臨的問題,以及給帶通濾波器加入電光調(diào)諧功能的必要性。然后對本文所使用的到的鈮酸鋰材料進行了介紹與說明,對單模波導(dǎo)設(shè)計進行了計算和討論,對器件的設(shè)計參數(shù)進行了優(yōu)化,并且分析了耦合器、色散、以及彎曲波導(dǎo)損耗對其輸出特性造成的影響。最后模擬了最優(yōu)設(shè)計方案以及對設(shè)計參數(shù)進行了總結(jié),為接下來的實驗打下了基礎(chǔ)。最后,介紹了掩膜版的設(shè)計以及實驗流程。實驗上測試了彎曲損耗,印證了長波長處損耗增大的現(xiàn)象,以及增加波導(dǎo)寬度的優(yōu)化方案對其的改善。最后通過實驗得到成型的3組器件,并對其進行了測試,消光比在整個C+L波段上保持得非常好,沒有因為長波長處的損耗而下降,器件1號和器件2號在未加電極時,消光比分別可以達到了20 dB和35 dB以上。器件3號在成功制作電極后,消光比為~16dB,調(diào)諧的范圍在100 nm以上,調(diào)諧效率為4.5 nm/V,插入損耗為~8 dB,整個器件的長度為~30 mm。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN713
【圖文】：

將Interleaver用于CWDM系統(tǒng)的解復(fù)用端的原理圖

非對稱MZI型梳狀濾波器的示意圖

梳狀濾波器的理論傳輸譜

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