基于Add-Drop型氮化硅微環(huán)濾波器,利用光學(xué)單邊帶調(diào)制和光載波分離的方法,實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)微波光子帶通濾波器。濾波器帶寬和帶外抑制比分別達(dá)到726 MHz和37.0dB。并且通過(guò)改變光載波波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)1.64～23.41GHz的濾波器頻率調(diào)諧;通過(guò)調(diào)節(jié)微環(huán)耦合系數(shù)實(shí)現(xiàn)0.683～2.246GHz的濾波器帶寬調(diào)諧,在帶寬調(diào)諧范圍內(nèi)帶外抑制比大于26dB。 

【文章來(lái)源】：激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2020,57(01)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

微波光子濾波器原理圖。（a）鏈路圖；（b）鏈路中各點(diǎn)的頻譜示意圖

式中：PC為光載波的光功率。由（7）式可以看出，微波光子濾波器的性能與光學(xué)濾波器的傳輸函數(shù)有關(guān)�；贛ZI的Add-Drop型氮化硅微環(huán)結(jié)構(gòu)如圖2所示。采用如圖2(a）所示的低傳輸損耗雙條形氮化硅光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)：波導(dǎo)寬度為W=1.2μm，兩層氮化硅芯層厚度均為H=170nm，間隔G=500nm，其折射率n1為2；包層為SiO2，厚度為8μm，其折射率n2為1.446。利用Si3N4的熱光效應(yīng)，通過(guò)改變施加在電極（heater1和heater2）上的電功率，可以改變波導(dǎo)與諧振腔之間的耦合系數(shù)。光從input輸入，則Drop端的傳輸函數(shù)Hd（ω）可寫為[20]

首先通過(guò)光波測(cè)試系統(tǒng)（Agilent 8164A）測(cè)量了氮化硅微環(huán)的透射譜。圖3(a）為對(duì)電極1和電極2分別加載228mW和247mW電功率時(shí)，測(cè)試得到的Through和Drop端透射譜。測(cè)試得到微環(huán)自由光譜范圍fFSR≈47.38GHz,Drop端輸出的光學(xué)帶通濾波器的消光比和3dB帶寬分別是32.4dB和646MHz�；冢�8）式對(duì)測(cè)量光譜進(jìn)行擬合，得到微環(huán)的損耗因子為a≈0.9873，振幅透射率t1≈0.9766和t2≈0.9925。圖3(a）中點(diǎn)和曲線分別為測(cè)試和擬合結(jié)果，可以看出兩者符合得很好。若將光載波設(shè)置在微環(huán)非諧振區(qū)，其與最近諧振峰的頻率之差fRF即為微波光子濾波器的中心頻率。光載波與微環(huán)諧振頻率差為10GHz時(shí)得到的微波光子帶通濾波器的頻譜響應(yīng)理論仿真與實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3(b）所示，可以看出理論和實(shí)驗(yàn)基本符合，測(cè)得的微波光子濾波器帶外抑制比和3dB帶寬約為37.0dB和726MHz。通過(guò)改變光載波波長(zhǎng)可以實(shí)現(xiàn)該微波光子帶通濾波器的頻率調(diào)諧，實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)了1.64～23.41GHz的濾波器頻率調(diào)諧，結(jié)果如圖4所示。通過(guò)增大微環(huán)的FSR可以實(shí)現(xiàn)更大頻率范圍的調(diào)諧。


本文編號(hào)：3352775