集成光子储备池的可调谐光滤波器

为了适应滤波、波分复用等不同的应用场景,光子滤波器需要具备可调谐以及滤波形状可变的功能。提出一种集成光子储备池结构的新型可调谐光滤波器。该结构由输入层、储层、读出层三部分组成,输入层由2×1多模干涉仪组成,储层由定向耦合器以及波导组成,按螺旋拓扑规律相互连接组成梅花型网格,匹配粒子群寻优算法进行全光域训练,利用读出层的热光调制器和相移器对光信号的幅度和相位进行调整,实现无限冲激响应型与有限冲激响应型可调谐光滤波器。以无限冲激响应型光滤波器仿真结果为例,分析其自由光谱范围与储层中波导长度的关系,以及定向耦合器分光比对透射端透过率的影响。通过设置储层中波导的相位在0~3/2π范围内变化,实现了光滤波器中心波长在一个自由光谱范围(1.18 nm)内的连续可调。该滤波器采用集成光子储备池与粒子群算法结合方案设计,无需考虑储层光网络传输路径的权重配置,仅对读出层权重进行训练,大大简化了网络训练过程。同时,该滤波器具有尺寸小、功耗低、灵活性高、算法可控滤波参数的优势,广泛应用于集成微波光子学和光通信领域中。

一种梯形干涉链可调谐光滤波器的设计与研究

结合Mach-Zehnder干涉原理和多模干涉(MMI)耦合器的散射矩阵,从理论上推导出梯形干涉链可调谐光滤波器(LTOF)输出光场的表达式,采用优化算法搜索出不同级联级数下MMI耦合器的最佳分光比,并分析了衍射阶数和电极长度对LTOF调谐输出性能的制约关系。结果表明,对应最大峰值功率,存在随级联级数增加而增大的最佳分光比;增加级联级数会导致峰值功率和3 dB带宽减小,峰值隔离度增大;电极长度为原电极的1.4倍时,可实现LTOF连续双向宽调谐的功能。通过比较,验证了理论模型及分析方法的正确性。

F-P可调谐光滤波器的非线性校正在动态应变传感中的应用

对Fabry-Perot(F-P)可调谐光滤波器进行了非线性校正,实现了动态应变传感系统的优化设计,利用该系统完成了应变参量的动态检测与实时解调。本系统无需检测光栅反射谱的实际位置,仅需检测光栅反射谱的变化量即可实现应变量的传感解调。采用二次曲线拟合法对F-P可调谐光滤波器的驱动电压进行非线性校正,在50 nm范围内波长调谐的平均误差降低64.6%,最大误差降低33.8%。采用校正电压驱动F-P可调谐光滤波器进行动态应变传感时波长位置检测的误差降低64.3%。引入移位平均算法后,系统动态应变传感的灵敏度优于3με,实测应变量与理论计算结果之间的误差小于5%。

空间级联可调谐光滤波器方式实现光分插复用器

提出一种采用空间级联可调谐光滤波器方式实现的OADM。该器件不但具有集成度高、体积小、插入损耗低、信道间插入损耗差异小的特点,而且能够在控制电路的作用下灵活选择上下路波长及其数量,为构建灵活、高性能的WDM网络提供了选择。

一种低偏振可调谐光滤波器的优化设计

光通信系统要求可调谐光滤波器(TOF)隔离度高,偏振敏感性低,目前基于角度调谐滤光片技术的TOF很难满足这一要求。通过膜系仿真分析了此类TOF透射谱劣化的原因。针对不同偏振态的光束在倾斜入射时中心波长及带宽分离现象,提出一种对称反转光路对TOF透射谱进行优化,可在整个透射范围内(C波段)将TOF的隔离度提高到30dB以上,偏振相关损耗减少至0.2dB以下。同时由于光路的对称性,不同偏振光光程相同,避免了添加额外的波片补偿装置。研制样品经过测试,实现了C波段内96个ITU-T通道的调谐,实验所得结果与理论相吻合。

可调谐光滤波器的发展及其DWDM应用

可调谐光滤波器是未来全光网络中的核心光器件,在DWDM系统中发挥着重要的作用。对几种常用并极具发展潜力的可调谐光滤波器的工作原理、结构、性能以及最新进展分别进行了介绍,指出了各自的功能和缺陷。最后给出了可调谐光滤波器在可重构光分叉复用和光性能监测方面的应用。

一种基于MEMS技术的可调谐光滤波器

文章介绍了一种基于微电子机械系统(MEMS)技术的可调谐光滤波器(TOF),分析了其基本原理和光学结构,给出了合理的设计方案及所进行的实验验证。实验结果表明,该滤波器性能优良,20 dB带宽<0.65 nm,3 dB带宽<0.24 nm,整个光路的插损控制在2 dB以内。根据该方案设计的滤波器具有体积小、成本低和波长调谐范围大等特点,而且能实现窄带滤波,可以广泛用于光通信系统和传感领域。

一种可调谐光滤波器非线性实时标定方法研究

提出了一种实时的可调谐光滤波器（TOF）非线性标定方法。基于可调谐光滤波器的输出特性构建了可调谐光滤波器非线性实时标定系统。采用最小二乘多项式拟合法建立了可调谐光滤波器波长-电压响应曲线,用于描述光滤波器的非线性特性。采用带波长阻隔的F-P标准具测试了可调谐光滤波器的波长随机误差,结果表明采用参考波长值可使可调谐光滤波器波长随机误差降低37%~95%。将这种实时标定方法应用于气压传感系统,可明显提高传感器的波长定位精度,降低系统误差,实现高灵敏度气压传感。

基于空气缺陷的光子晶体可调谐滤波器

采用传输矩阵法分别模拟了缺陷层厚度、入射角度和膜厚微扰的变化对含空气缺陷的一维光子晶体滤波特性的影响.研究表明:对于空气厚度可调结构,在考虑色散的情况下,空气厚度每增加2nm透射波长相应向长波方向移动约2nm,二者基本呈1∶1的线性关系;对于入射角度可调结构,与正入射相比较,入射角度从0°到89°变化时,其全角度禁带分别减小了105nm(TE模)、600nm(TM模),TM模禁带受角度的变化影响较大;入射角从0°分别变化到16.9°(TE模)、17.0°(TM模)时实现C波段的可调滤波.同一周期内,两种材料的模厚误差的相互弥补,能够实现小范围的膜厚扰动不敏感,缩小实际滤过峰值与理论值的偏差,可降低制备光子晶体的难度.

基于固体腔F-P标准具的可调谐自适应光滤波器

对F P干涉滤波器的原理特性进行了分析。提出了通过改变入射角度来实现波长调谐的可调谐滤波器结构。采用了一种新的降低斜入射F P标准具偏振相关损耗的结构。采用位置敏感探测器成功实现了关键的定位工作。采用了一种简单易行的波长跟踪方案。本系统实现了32通道0.8nm间隔DWDM系统精确滤波。

几种新型可调谐窄带光滤波器

本文介绍了按常规光器件制作工艺可实现的几种新型可调谐窄带光滤波器的原理及性能,简单分析了各自的功能特点与不足。

一维光子晶体波长可调谐滤波器

介绍了一种将液晶作为缺陷引入到一维光子晶体结构中,实现波长可调谐的滤波器。通过对光子晶体的滤波特性的分析清晰地说明这种光可调谐滤波器的原理和可行性。同时选用手征近晶型液晶,利用电压对这种液晶折射率的调制快于向列液晶的特性,得到符合现在光通信网要求的体积小、阻带区对透光抑制力强、损耗低和开关速度快的可调滤波器。最后,对滤波结构中的重要参数进行了探讨。

基于F-P可调谐光滤波器的FBG传感解调系统的设计

本文设计实现了基于法布里-波罗(F-P)可调谐光滤波器的光纤布拉格光栅(FBG)通用传感解调系统。文章首先介绍了FBG传感解调系统原理框图,根据解调系统的设计要求,以C8051F340单片机为核心控制芯片,实现了F-P可调谐光滤波器的驱动扫描及传感信号的解调,并基于VC++6.0开发了上位机控制软件,实现了传感系统的远程实时在线控制。实验测试结果表明:传感解调系统的波长解调精度可达10pm,可实现FBG传感系统对温度及应力的高精度解调。

声-光可调谐滤波器在光分插复用中的应用

光分插复用 (OADM)是实现全光网络 (AON)的关键技术 ,介绍了 OADM的 4种方案 ,重点对基于声 -光可调谐波波器 (AOTF)的 OADM进行研究 ,认为随着器件性能的不断改善 。

镜面起伏对1.55μm Si基MEMS光滤波器的影响

用传输矩阵方法 ,在简化的光学模型基础上 ,分别讨论了分布式Bragg反射镜DBR(DistributedBraggReflector)的生长精度及镜面起伏对 1.5 5 μmSi基MEMS (Micro Electro Mechanical System)可调谐光滤波器透射谱的影响 计算表明 :DBR生长误差仅使主透射峰位置发生变化 ,而镜面起伏是导致主透射峰性能劣化的主要原因 ,它使得FWHM增大 ,透射峰强度下降 理论计算结果能较好地解释实验现像 在此基础上 ,进一步讨论了引起镜面起伏的多种原因 。

一种新型MEMS滤波器在EDFA中的应用

文章提出了一种基于微电子机械系统(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)的新型可调谐光滤波器(OTF),分析了其基本原理和结构,研究了其光学特性,并制作出了OTF成品。得到的OTF成品体积只有51 mm×16 mm×10 mm,3 dB带宽约为0.3 nm,具有体积小、控制简单和光学性能优良等特点。最后,研究了这种MEMS OTF用于EDFA前置放大器时的特性。

可调Fabry-Perot腔滤波器结构

设计了C波段可调光纤Fabry-Perot腔光滤波器,并对其进行了参数特性及影响因素的分析。器件在较宽的自由光谱区内有良好的滤光特性,可调谐范围广,优于绝大部分其他类型的光滤波器,并且具有较高的精细度特性。

光电子技术与器件 其他

TN29 2005064370 硅基二维光子晶体耦合器理论研究=Theoretical study of silicon-based two-dimensional photonic crystal couplers [刊,中]/林旭彬(中山大学光电材料与技术国家重点实验 室．广东,广州(510275)),刘玉奎…∥光学学报．-2005, 25(9)。

光子晶体可调谐滤波特性的理论研究

用特征矩阵法研究了带缺陷的一维光子晶体的透射性质 ,并提出了新的可调谐光滤波器的概念 .一维光子晶体 (L1 H1 ) m 带有LcH2 (L2 H2 ) n 形式的缺陷时 ,在光子晶体中间出现了窄的透射峰 ,其他级次的干涉峰则随着覆盖层H2 (L2 H2 ) n 周期数的增大而减弱并消失 .当耦合层Lc 厚度变化时 ,在光子晶体禁带边缘附近出现两个高透射率区域 .高透射率区域透射峰的特性由光子晶体和覆盖层的性质决定 .当光子晶体禁带宽度较小时 ,两个高透射率区域接近 ,形成具有约 15 0nm调谐范围的区域 ,因此可制备以一维光子晶体为基础的新型可调谐光滤波器 .

基于FBG传感系统的可调光滤波器非线性研究

采用光纤布拉格光栅(FBG)传感系统研究压电陶瓷(PZT)驱动法布里-珀罗(F-P)型可调谐光滤波器(TOF)的非线性特性。基于多光束干涉理论建立了TOF的非线性模型,推导了透射带波长和自由光谱范围(FSR)对驱动电压的非线性响应;基于FBG传感系统测试了F-P型TOF的波长非线性,并采用多项式拟合对其进行描述,实测F-P型TOF波长的非线性误差最大为1.006 nm;基于F-P型TOF的非线性模型,研究了其波长定位误差,并提出采用参考光栅的方法降低波长定位误差。实验表明,F-P型TOF的波长随机误差可由73～81 pm降至12 pm以下。