微環(huán)諧振調(diào)制器的調(diào)制性能研究.pdf

1、隨著社會的發(fā)展和科技的進步，人們對通信網(wǎng)絡提出了高速度和大容量的要求，光纖通信應運而生。集成光學器件不僅是光纖網(wǎng)絡的重要組成部分，而且促進了光纖通信的發(fā)展。作為集成光學中的關鍵器件，光調(diào)制器是高速、長距離光通信中不可或缺的一部分。由于微環(huán)諧振調(diào)制器體積小、集成度高，功耗低，因此被廣泛應用于集成光電子器件中。
　　在分析微環(huán)諧振調(diào)制器時，傳統(tǒng)的靜態(tài)耦合模理論無法對微環(huán)諧振器的動態(tài)特性進行準確的分析，因此研究可獲得精確結果、且利于計算

2、機編程的動態(tài)分析方法十分必要。此外，設計可獲得高質(zhì)量調(diào)制輸出信號，且調(diào)制帶寬大、調(diào)制電壓低的微環(huán)諧振調(diào)制器非常重要。結合這一需要，本文的主要工作如下：
　　（1）針對分析微環(huán)諧振調(diào)制器已有方法的局限性，提出基于信號流程圖的動態(tài)分析法，采用信號流程圖動態(tài)分析微環(huán)諧振器的場傳輸模型，對時間和空間進行離散化，實現(xiàn)精確高效計算。
　?。?）研究了單環(huán)諧振調(diào)制器的調(diào)制特性。利用正弦信號和高斯脈沖信號研究了單環(huán)諧振調(diào)制器在耦合強度調(diào)制、

3、折射率調(diào)制和傳輸損耗調(diào)制這三種調(diào)制模式下的輸出特性，并分析了調(diào)制深度。結果顯示，耦合強度調(diào)制可獲得極大的調(diào)制帶寬和高質(zhì)量的調(diào)制輸出信號，折射率調(diào)制和傳輸損耗調(diào)制輸出信號的幅度衰減較大，調(diào)制帶寬受限。
　?。?）研究了耦合強度調(diào)制模式的微環(huán)諧振調(diào)制器，包括含反饋波導的微環(huán)諧振調(diào)制器，基于 MZI（Mach-Zehnder Interferometer）耦合區(qū)的微環(huán)諧振調(diào)制器。對于含反饋波導的微環(huán)諧振調(diào)制器，利用正弦信號和高斯脈沖信號

4、，分析了反饋臂調(diào)制、微環(huán)調(diào)制和反饋臂與微環(huán)組合三種調(diào)制方式的調(diào)制輸出特性和調(diào)制深度。結果顯示，通過對反饋臂的折射率進行調(diào)制可以實現(xiàn)耦合強度調(diào)制，并增強調(diào)制效果，實現(xiàn)寬帶調(diào)制。對于基于MZI耦合區(qū)的微環(huán)諧振調(diào)制器，在MZI的上下臂加相位環(huán)，可以增強調(diào)制效果。研究并比較了無相位環(huán)、含單個相位環(huán)、含雙相位環(huán)的微環(huán)諧振調(diào)制器的調(diào)制性能，并對相位環(huán)的優(yōu)化策略進行了研究。結果顯示，相位環(huán)的引入能增強調(diào)制輸出信號，當將相位環(huán)的工作點設置為諧振點時，會