双环、三纤互耦全光纤熔锥滤波器用正常色散的双折射光纤所作的暗孤子开关的开关条件

通过将熔锥结构中强、弱耦合段的总幅度耦合系数与滤波网络方程中的幅度耦合系数等效的方法,定量分析了双环、三纤互耦滤波器的频谱特性。实验滤波器通带特性的测试结果与理论分析基本吻合。所测滤波器的中心波长、抑制度、半功率带宽及插入损耗分别为1.27 μm,>13 dB、72 μm及3.9 dB。在正常色散的双折射光纤中传输的暗孤子对之间由于耦合周期性交换能量,一个暗孤子可把能量完全转给另一暗孤子,因此双折射光纤可作光开关。本文讨论了椭圆角为35°的双折射光纤的开关条件,发现脉冲只有以特定的极化角入射才有开关现象产生,而且建立了光纤长度与孤子对相差、初始能量差的解释关系。     

集成串联环型谐振光滤波器特性的数值分析

将串联结构的环型谐振滤波器类比为四端口网络,利用传输矩阵法推导出通路和下话路传输函数的通用公式。对表征串联双环谐振滤波器响应的特性参量:幅度平坦性、通带带宽、相位群时延进行了数值计算和优化设计。结果表明:尽管损耗将引起滤波响应幅度的轻微降低,但在目前改善了的制作工艺下,损耗对器件的影响可以忽略;滤波器的传输特性主要由环与环间耦合系数决定,通过优化使其从中间到两侧对称增加,可以在实现滤波响应最大平坦性的同时,改善通带带宽和过渡带的滚降特性。与单环结构相比,不仅幅度特性得到了明显的改善,而且消除了二阶群时延色散效应。     

一种全光纤型窄带梳状滤波器的特性分析

分析了由双光纤定向耦合器组成的梳状滤波器的透射特性。根据传输矩阵,推导出了该滤波器的输出光谱与有关参数之间的关系式。分析结果表明:该滤波器具有法布里_珀罗腔多光束干涉的特点,是一种窄带宽梳状滤波器;耦合器的耦合系数与法布里_珀罗腔中的反射率类似,通过控制耦合系数可以调节滤波器的通带半宽度、消光比、隔离度、输出光强等。     

包含源与负载耦合的滤波器诊断与调试方法

柯西法目前仅适用于诊断不包含源与负载耦合的带通滤波器。为解决这一问题,提出了一种能够诊断包含源与负载耦合的带通、带阻谐振腔滤波器的方法。利用遗传算法优化获得源与负载耦合系数并移除滤波器输入/输出端口处传输线引起的S参数的相位加载效应;使用柯西法一步确定仿真S参数对应的特征多项式;从获得的源与负载耦合系数和特征多项式中,利用已有的技术诊断出N+2阶耦合矩阵。此方法可用于指导滤波器的调试,通过对比理想的耦合矩阵与提取的耦合矩阵之间的差异,可确定滤波器问题出自何处以及调试的方向,从而加快滤波器的设计与实现。     

串联耦合切比雪夫微环滤波器的设计

基于电路的设计方法,把N阶串联耦合微环谐振滤波器等价成为一个基带LC阶梯网络,通过求解LC阶梯网络的元件参量,求出微环滤波器的耦合系数.在此基础上设计出具有切比雪夫响应的微环滤波器,并与传统耦合模式理论方法和理想的切比雪夫响应进行比较,证明了这种方法的可靠性,最后讨论了耦合系数和环数对切比雪夫微环滤波器输出特性的影响.数值模拟表明,耦合系数的偏差率越大,通带的平坦性越差;耦合系数的值增大,通带的带宽加宽;当环数增加时,过渡带衰减速度变快,通带形状更接近方形.     

一种级联马赫-曾德尔滤波器设计的新方法

级联马赫—曾德尔干涉仪滤波器可实现平顶化的滤波器频谱响应,但是利用传统的传输矩阵法。并不能方便地得到级联马赫—曾德尔干涉仪滤波器中各耦合器的耦合系数。将级联马赫—曾德尔干涉仪滤波器与数字信号处理中的有限脉冲响应滤波器进行了类比,并将数字滤波器的设计方法引入到级联马赫—曾德尔干涉仪滤波器的设计中,将滤波器的传输函数表示成为各耦合器耦合系数的显式函数,同时利用遗传算法,计算了对于给定的滤波器频谱响应,级联马赫—曾德尔干涉仪光滤波器中各耦合器的耦合系数。通过实例证明了利用数字滤波器的设计方法及遗传算法设计级联马赫—曾德尔干涉仪光滤波器,不仅可以得到理想的结果,而且可以提高光滤波器的设计效率。     

基于H型谐振器的L波段宽带高温超导滤波器设计

宽带的高节数高温超导滤波器一直是滤波器设计和制作的难点.主要原因是强耦合的设计要求使得谐振器间距过小,制作精度难以达到.本文使用H型强耦合谐振器设计和制作了中心频率1335 MHz、相对带宽28%的14节高陡峭度超导滤波器.H型谐振器具有耦合系数高和结构紧凑、对称的性质.高的耦合系数使得H型谐振器适合用于宽带滤波器的设计;紧凑、对称的结构使得高节数的高性能宽带滤波器的实现成为可能.高温超导滤波器在无调谐情况下测试结果为S21<0.33 dB,S11<-11.3 dB,带外抑制超过70dB,矩形系数达到1.3,测试结果与设计结果符合得很好.     

Kerr介质中耦合全同∧型三能级原子与真空场相互作用过程中场熵的演化特性

利用量子理论,研究了真空场与耦合全同∧型三能级原子相互作用过程中场熵的演化特性.讨论了系统初始状态、失谐量、原子间偶极相互作用和Kerr系数对场熵演化特性的影响.数值计算结果表明:场熵呈现出周期性振荡,其振荡频率和幅度强烈地依赖于系统的初始状态;失谐量、原子间耦合强度、Kerr系数的增大,都会使场熵振荡的幅度减小.     

一种基于矩形腔的MIM波导滤波器的滤波特性研究（英文）

理论提出并研究了一种基于矩形腔的窄带金属-介质-金属波导滤波器.建立滤波器内电场的传递矩阵模型,研究了矩形微腔与直通波导间耦合特性对器件滤波特性的影响.同时,研究了耦合长度、矩形微腔腔长、传输损耗等因素对滤波带宽的影响.研究结果表明,对于不同的矩形微腔腔长,存在一个可使器件滤波带宽达到最窄的耦合系数.此外,当微腔腔长越长且传输损耗越小时,滤波带宽也将越窄.该研究为表面等离子体波导的研究与设计提供了一定的参考.     

一种基于Spice的硅基微环光学谐振器模型及其在光学滤波器中的应用

对硅基微环光学谐振器建立了一种基于Spice的器件模型,该模型可以作为集成光路的基本元件应用于集成光路的计算机模拟。应用该模型分析了双环以及多环光学滤波器光路。计算得到双环光学滤波器耦合系数与系统增益以及3 dB带宽的关系,结果表明,微环数目越大,谐振特性越陡峭,具有更好的滤波特性。     

一种基于矩形腔的MIM波导滤波器的滤波特性研究（英文）

理论提出并研究了一种基于矩形腔的窄带金属-介质-金属波导滤波器.建立滤波器内电场的传递矩阵模型,研究了矩形微腔与直通波导间耦合特性对器件滤波特性的影响.同时,研究了耦合长度、矩形微腔腔长、传输损耗等因素对滤波带宽的影响.研究结果表明,对于不同的矩形微腔腔长,存在一个可使器件滤波带宽达到最窄的耦合系数.此外,当微腔腔长越长且传输损耗越小时,滤波带宽也将越窄.该研究为表面等离子体波导的研究与设计提供了一定的参考.     

Kerr介质中耦合全同Λ型三能级原子与真空场相互作用过程中场熵的演化特性

利用量子理论,研究了真空场与耦合全同Λ型三能级原子相互作用过程中场熵的演化特性.讨论了系统初始状态、失谐量、原子间偶极相互作用和Kerr系数对场熵演化特性的影响.数值计算结果表明:场熵呈现出周期性振荡,其振荡频率和幅度强烈地依赖于系统的初始状态|失谐量、原子间耦合强度、Kerr系数的增大,都会使场熵振荡的幅度减小.     

一种巴特沃斯型FIR数字滤波器的新设计

用傅立叶级数展开式研究了巴特沃斯型FIR半带低通数字滤波器系数和通用带通数字滤波器系数之间的联系,将其应用于巴特沃斯型FIR带通/带阻和低通/高通数字滤波器的设计,给出了滤波器系数的明晰公式。所设计的数字滤波器以幅度频率响应的平滑度为代价,减小了过渡带宽,具有与切比雪夫型FIR数字滤波器相比拟的性能指标。     

基于对称结构的光纤谐振环辅助马赫曾德尔干涉仪型梳状滤波器的研究

为了改善常规马赫曾德尔干涉仪(MZI)型滤波器的输出特性, 提出了一种由双耦合器和单模光纤构成的“8”字形谐振环,将该光纤谐振环与一个3 dB光纤方向耦合器相结合,利用光纤谐振环反馈回路引入的相位调节效应,选择合适的谐振环耦合角,设计出一种基于对称结构的光纤谐振环梳状滤波器,具有平坦滤波响应的输出光谱。与普通MZI型梳状滤波器和双级级联MZI型梳状滤波器相比,阻带抑制和过渡带滚降特性明显加强;与不对称结构的光纤谐振环辅助MZI型梳状滤波器相比,在考虑传输损耗的情况下,相干涉的两束光信号不存在幅度差异,降低了传输损耗对梳状滤波器消光特性的影响。     

自由光谱范围加倍的单微环谐振滤波器

基于两点耦合和光波干涉控制相移思想提出U型波导耦合单微环的谐振滤波器结构。利用传输矩阵法推导了此结构的数学模型,采用Matlab模拟了输出端口谱线形状。当微环与U型波导的两个耦合点之间的距离为微环周长的整数倍时,此新型微环谐振滤波器比传统的双直波导耦合单微环滤波器的自由光谱范围增加1倍。针对该结构参数,同时讨论了耦合系数对输出谱线的影响,得出当耦合系数为0.018时,输出谱线具有最佳的消光比,同时保持窄的带宽和高的品质因子。     

利用离子交换技术制备跑道形波导谐振腔滤波器的研究

采用AgNO3和KNO3混和熔盐作为离子交换源,在K9玻璃上制备了跑道形波导谐振腔滤波器。利用ASE宽带光源和光谱仪对器件特性进行了测试,得到的该滤波器自由光谱范围为0.176nm。对比对Cr=4dB和3dB带宽δλ=0.13nm来说,耦合系数和传输损耗分别为к=0.9和α=3.2dB/cm。测试了环形腔的热光调相特性,在16℃的变化范围内实现了2π的相移。通过分析,波导材料的热光系数约为1.49×10-5/℃。该滤波器不仅可用于滤波、传感等领域,而且也可与其它波导结构相结合实现新的功能。     

一种改进的微波滤波器调试方法

传统滤波器诊断调试方法通过提取滤波器等效电路参数与理想参数对比来决定调试方向,并未考虑调谐元件之间的相互耦合关系且未考虑调试幅度的大小,因而调试效率低下。为解决这一问题,提出一种基于遗传算法与渐进空间映射算法相结合的计算机辅助调试方法。利用遗传算法优化得到滤波器输入输出端的相移长度,去除相移后利用柯西法对滤波器进行参数提取,通过渐进空间映射算法确定滤波器调谐元件的调试方向与幅度,从而使微波滤波器快速达标。采用该方法对四阶交叉耦合滤波器进行调试,仅通过4次迭代即可使滤波器达标,验证了该提出方法的有效性与准确性。     

拉锥型啁啾光纤光栅滤波器的研究

本文主要对拉锥型啁啾光纤光栅滤波器进行详细的理论分析和实验研究. 结合传输矩阵法, 谐振理论和耦合模理论, 深入细致地分析了啁啾光纤光栅自身参数 (光栅长度, 折射率调制幅度, 啁啾系数), 拉锥参数和锥区损耗对拉锥型啁啾光纤光栅滤波器透射谱的影响, 并研究拉锥对啁啾光纤光栅各波长反射率影响. 在此基础之上进行相应的数值仿真及实验验证, 数值仿真与实验结果基本一致. 关键词： 光栅拉锥 啁啾光栅 传输矩阵法 滤波器     

基于半带数字滤波器的马赫-曾德干涉仪型波长交错滤波器的设计

为了改善常规马赫-曾德干涉仪型波长交错滤波器的性能,并降低光学滤波器设计过程的复杂性,将多个环形谐振腔耦合到常规马赫-曾德干涉仪的两个干涉臂上,从而可利用环形谐振腔的全通特性对光信号进行相位调制.利用数字滤波器与光学滤波器之间的相似性,将半带数字滤波器与光学波长交错滤波器相结合,设计出频谱具有对称性、通带平坦度高、精细度接近1、隔离度大于30dB的波长交错滤波器.分析表明:当微环耦合器的耦合比在10%范围内波动,或者微环的损耗系数大于0.7时,滤波器的隔离度始终高于25dB;在器件的中心波长附近,色散值接近于0.证明了所设计滤波器能够较好地适用于现有的波分复用系统.最后将多个双环谐振腔和单环谐振腔同时引入马赫-曾德干涉仪型滤波器,利用半带数字滤波器设计方法进行参数设计,计算结果表明:由双环和单环组成的复合结构的滤波器比仅仅采用多个单环的滤波器的隔离度提高约10dB.     

电调谐液晶波导型光滤波器的理论分析

近年来,液晶光滤波器已成为频分复用和高密度波分复用光纤通信系统中的一种重要选频器件。传统液晶光滤波器的谐振腔一般由向列相液晶和镀有高反膜的两块中行介质镜形成,单模光纤与谐振腔之间由自聚焦透镜进行耦合,基模间耦合效率低。并且谐振腔内的大量高阶横模的存在严重影响了腔的选频特性。本文提出了一种液晶波导型谐振腔结构的滤渡器,谐振腔由两个自聚焦透镜的端面和液晶波导形成,这种谐振腔结构简单紧凑,在满足模式匹配条件时,可以大大减小谐振腔与自聚焦透镜间的模式转换损耗,并能有效地抑制腔内的高阶横模。本文着重分析了液晶光滤波器的调谐、滤波原理,推导出了液晶波导谐振腔与自聚焦透镜之间的模式耦合系数和模式最佳匹配条件。