微環(huán)諧振腔全光開關(guān)及相關(guān)器件研究.pdf

1、隨著科技和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各種新型的通信業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn)，特別是全球互聯(lián)網(wǎng)快速的發(fā)展，造成通信容量的劇增。傳統(tǒng)光網(wǎng)絡(luò)中光-電-光轉(zhuǎn)換的電子瓶頸問題使得通信網(wǎng)的容量受限，采用基于全光方式器件和信號處理的全光網(wǎng)絡(luò)因有望解決這個(gè)問題，因而成為了光通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢和未來的方向。全光網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建需要全光通信器件的支持，例如光開關(guān)，邏輯門，全加半加全減半減器，色散補(bǔ)償，延時(shí)線等等。本文將針對以上幾種器件作出研究。主要內(nèi)容有：
　　首先對于微環(huán)諧振

2、腔的理論做了詳細(xì)的介紹，介紹了微環(huán)諧振腔的分類與基本結(jié)構(gòu)，推導(dǎo)了微環(huán)中的光場傳輸方程以及相關(guān)的性能參數(shù)。同時(shí)，介紹了三階非線性Kerr效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理，以及其對微環(huán)諧振腔內(nèi)相移改變計(jì)算方法。
　　然后從理論計(jì)算與FDTD仿真的兩個(gè)角度，對于有孔微環(huán)諧振腔光開關(guān)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，從相移，功率，透射率以及對比度的角度對于器件作出分析，得到了集成度高，開關(guān)能耗小，速度快的光開關(guān)器件。同時(shí)對于光開關(guān)進(jìn)行擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)多功能全光邏輯門以及全加全減半加半

3、減器件，并且進(jìn)行了仿真模擬計(jì)算。
　　設(shè)計(jì)分析了新型的基于微環(huán)諧振腔結(jié)構(gòu)的色散補(bǔ)償器件以及延時(shí)線器件，使用耦合模式理論對波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的器件的色散以及延時(shí)在一定范圍內(nèi)可調(diào)。無論是在帶寬，還是色散補(bǔ)償數(shù)值，延時(shí)數(shù)值，抖動等方面，均可以滿足密集波分復(fù)用系統(tǒng)的要求，因而具有很好的應(yīng)用前景。
　　研究為光開關(guān)、邏輯門、全加全減半加半減器、色散補(bǔ)償器以及延時(shí)線提供了解決方案，為非線性效應(yīng)在微環(huán)諧振腔中的研究提供了支持，也為