密集波分复用薄膜滤光片的群延迟补偿设计

设计了一种基于薄膜干涉理论的反射式相位补偿器件，用以补偿密集型波分复用窄带滤光片所产生的群延迟，使50GHz薄膜滤光片的群延迟特性适应于40Gb／s系统的要求，在0．2nm带宽下群延迟波动从10ps左右下降到0．76ps以下。     

一种用于密集波分复用系统中的可调谐液晶法布里-珀罗滤光片

基于液晶分子的双折射特性，设计并制作了一种结构简单的可用于波分复用系统中的可调谐液晶法布里-珀罗滤光片。对器件的光谱调谐特性进行了分析和模拟，并得到了液晶分子的折射率调制与其分子在电场作用下产生的转动角度之间的关系式。最后，对所设计的结构进行了制作和实验，测试结果显示了滤光片的性能受液晶分子的排列特性和法布里-珀罗腔的反射镜参量的影响较大，同时实验表明了这种利用向列型液晶分子作为法布里-珀罗腔内介质的可调谐滤光片在加电压调试下其调谐性能良好，调谐范围可覆盖C波段，透过峰的半峰全宽达到了0．8nm，实验结果与设计相吻合。     

基于双折射晶体的光交叉波分复用器

光交叉波分复用器能够把一组DWDM光信号分解成两组奇偶信道输出 ,或反之。双折射晶体的设计关健部分由两个光轴成 45°的波片A和B组成。入射光信号经过偏振分束器和偏振元件处理后 ,在A波片中形成o光、e光并产生位相差。在B波片中再次分解并发生干涉形成奇偶信道光输出。A波片厚度决定位相差从而决定输出信道间隔。用两片光轴垂直或相同但不同材料的波片按一定的厚度组合代替波片A可消除输出频率间隔的温度漂移。基于双折射晶体的设计是实现商用化光交叉波分复用器的有效途径。     

薄膜多腔滤光片型梳状滤波器的设计

介绍了一种通过使用多个薄膜法布里—珀罗滤光片的叠加来实现密集波分复用中使用的梳状滤波器的设计的新方法。采用间隔层为熔融石英的薄膜法布里—珀罗滤光片作为基本结构的光学梳状滤波器可以比较容易地控制各腔的厚度,因而能精确地达到波分复用系统中波长间隔非常窄的要求。分析了如何确定间隔层厚度和各法布里—珀罗腔的反射镜的反射率以及它们之间的匹配问题,最后给出了与设计吻合较好的实验结果,制作的梳状滤波器在C波段的信道间隔为100GHz,相邻通道窜音小于-24dB,最小插入损耗约-0．4dB。     

一种不等带宽光学梳状滤波器

提出了一种新型—Michelson—三面镜FabryPerot型50GHz不等带宽光学梳状滤波器设计方案,分析和模拟表明:该器件将一路信道间隔为50GHz的输入信号分离成信道间隔为100GHz的奇偶两路输出信号,其中在3dB处,奇数信道带宽大于30GHz用于10Gb/s传输,偶数信道带宽大于60GHz用于40Gb/s传输对于将来的40Gb/s系统,该器件具有优势.     

密集型波分复用薄膜干涉滤光片的设计

介绍了波分复用系统对薄膜干涉滤光片的基本要求，为了满足这些要求，一方面需要精心选择基板和薄膜材料，另一方面要寻找性能优良，制造容易的膜系，文中提出了二种适宜于设计这种滤光片的方法。     

用于密集波分复用系统的光子晶体光分插复用器

提出一种用于密集波分复用系统的光子晶体光分插复用器,该器件为由一个光子晶体Aubry-André-Harper(AAH)谐振腔、一个光子晶体AAH反射腔以及两个光子晶体波导组成的三端口反射腔型光分插复用器。基于耦合模理论建立该结构模型,推导理论谱线并分析决定其传输性能的关键参数,根据理论结果指导基于三维时域有限差分法的仿真设计,得出器件的性能参数。仿真结果表明,该器件可以在1556.2 nm和1555.4 nm的工作波长下实现光波的上/下载功能。光子晶体AAH反射腔和锥形结构减小了光波在主波导上的泄漏和端口处的模式失配损耗,使得插入损耗与各端口串扰分别小于0.51 dB和-29.54 dB。所使用的AAH腔具有高Q值的特性,输出谱线的线宽仅为0.2 nm,尺寸仅为19.35μm×13.33μm。该器件结构紧凑且简单,支持双信道分插复用,易扩展信道,可应用于密集波分复用/解复用器件,在大规模集成的高容量光通信系统领域中具有重要的应用价值。     

一种新型密集波分复用滤波器的调谐特性分析

研究了一种新型模拟双折射结构DWDM滤波器的中心频率和带宽的可调谐特性.研究表明：当给定满足一定平坦化要求的光谱透射率所需的各模拟波片中偏振旋转器的旋转角时,通过模拟波片中楔形介质对的相对位移来调节光在各模拟波片中的光程差,同时保持光程差仍满足特定的比例关系,可实现中心频率及带宽的调谐.当光在各模拟波片中的光程差变化较小时,可实现中心频率的调谐,此时带宽的改变很小,可忽略不计；随着光程差变化的不断增大,带宽的改变则不能忽略.     

光纤干涉型波分复用器件的研究

利用耦合理论，分析了马赫－陈德尔（Ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ）干涉型波分复用器的复用间隔，波长隔离度及输出功率等特性，讨论了它的温度稳定性，并对其波长调谐性进行了分析与实验。     

波分复用薄膜带通滤光片的中心波长温度稳定性

讨论了影响波分复用薄膜滤光片中心波长漂移的因素 ,着重分析了滤光片的温度稳定性。根据实验结果 ,借助于高桥模型 ,分析计算了滤光片的折射率温度系数、线膨胀系数和泊松比以及它们对温度漂移的影响。得到了Ta2 O5/SiO2 滤光片薄膜的折射率温度系数、线膨胀系数、泊松比分别为 1× 10 -5℃-1,5× 10 -7℃-1和 0 12 ,指出了这三个参量是影响温度稳定性最重要的因素 ,特别是薄膜的折射率温度系数。对特定的基板热膨胀系数 ,通过调节滤光片的干涉级次和间隔层材料 ,可望得到零温度漂移的稳定滤光片。     

多级全通均衡器对介质薄膜滤波器进行色散补偿的探讨

讨论了介质薄膜滤波器的色散特点,并推导了单级全通滤波器的理论色散。比较理论色散曲线与实际测量色散曲线,两者吻合较好。但由于单级全通滤波器的色散带宽及斜率不能满足实际所需的色散补偿曲线,因此提出了多级全通滤波器,通过控制级连的单级全通滤波器的谐振波长及反射率,可以增大色散带宽,改善色散斜率,使之满足实用的要求。文中给出了四级全通滤波器的理论色散曲线。     

Tunable optical switch for DWDM systems

Characteristics of optical gratings on Si/SiGe heterostructures for switchable optical band-pass filters will be discussed. The grooves of the gratings have an angle of 45° to the propagation of light. The bandwidth can be as low as 0.2 nm. By reducing the refractive index of the SiGe layer due to injected free carriers it is possible to move the transmission band to lower wavelengths. In dense wavelength division multiplexing (DWDM) systems transmission channels can be selected by tuning the current. Therefore, the structure can be used as an electronic adjustable switch.     

非对称型光学交错梳状滤波器

提出了一种基于Gires-Tournois腔的非对称型光学交错梳状滤波器。理论上,通过调整两个波片的偏振延迟和Gires-Tournois腔的反射率,可以获得任意光谱带宽比的非对称型交错梳状滤波器件。分别对输出带宽比M=1∶3和M=1∶7的非对称型交错梳状滤波器的输出进行了数值模拟,确定两个波片的延迟和Gires-Tournois腔的反射率。分别设计和研制出了输出光谱带宽比M=1∶3和M=1∶7的器件,其中M=1∶3器件的两个输出通道的3 dB带宽分别为0.385 nm和1.161 nm,比值为M=1∶3.02,M=1∶7器件的两个输出通道的3 dB带宽分别为0.191 nm和1.331 nm比值M=1∶6.75。实验结果(光谱带宽比)与设计要求基本符合。     

一种新型光交错复用器的设计

提出了一种偏振光干涉型光交错复用器的新结构。其核心元件双折射模拟波片等效于双折射晶体波片，可以获得比一般双折射晶体大得多的等效双折射。该光交错复用器除了具有一般偏振光干涉型光交错复用器的稳定性好、可靠性高的特点外，特别具有隔离度更高和更容易实现各种大小频率间隔的优点。利用该结构设计了用于50GHz频率间隔波分复用信号的奇偶分离的光交错复用器，通带和阻带的平坦宽度均大于1／5周期，隔离度为～30dB。同时，对该器件在实际应用中的几个基本参量，如插入损耗、偏振相关损耗和成本等也作了分析和讨论。     

可调谐液晶滤波器的调谐性能研究

在电调谐液晶法布里一珀罗腔滤波器的连续调谐过程中,存在“透射峰跳跃”现象,影响器件的单调调谐性。为了改善器件的单调调谐性能,对此现象进行了分析,表明这是由于法布里—珀罗腔干涉级次在调谐过程中发生改变引起的;进而给出了法布里一珀罗腔透射波长λ,干涉级次m与腔内介质折射率n的关系,以及器件实际的有效调谐范围。当腔长为10μm、折射率差为0．05时,就可以使器件的单调调谐范围达到整个C波段。数值模拟与实验结果相吻合。并针对改善器件的单调调谐性能,提出了几种可行的方案。     

介质膜滤波器色散特性的研究

采用信号处理的方法,对介质膜滤波器的滤波特性进行了详细的研究。介质膜滤波器是最小相位滤波器,它的幅度响应与相位响应之间存在希尔伯特变换规律,因此可以通过它的幅度响应重构它的相位响应,进而可以得到它的色散特性。为了验证理论分析,设计了射频调制法测试介质膜滤波器群速度延时的实验装置。实验测试了一个100GHz33信道的介质膜滤波器的群速度延迟。通过对实验结果与理论计算结果的对比分析,发现实验数据与理论分析吻合得比较好。最后,对介质膜滤波器的色散的特点进行了分析。