集成光学声光可调谐光谱仪的特性分析

提出了一种以集成光学声光可调谐滤波器作为分光元件的新型光谱仪 ,并详细介绍了这种光谱仪的具体特性。通过对这种光谱仪的特征方程、点扩展函数以及色散本领的详细分析 ,指出该光谱仪的分辨本领与器件的声光作用长度成正比 ,也与它的级联级数的平方根成正比。因此增加器件的声光作用长度比增加它的级联级数能更有效地提高光谱分辨率。另外还指出 ,准共线声光耦合是抑制侧瓣、提高分辨本领的有效途径。测试表明 ,当声光相互作用长度L =2 5mm ,声波导和光波导的夹角θ=0 .4 2°时 ,在中心频率 174MHz附近可获得带宽 1.4 4nm ,一级侧瓣 - 13.2dB ,模式转换效率大于 99%的结果。     

窄带集成声光可调谐滤波器的研制

利用模式耦合理论分析了声光模式转换,并对声光可调谐滤波器的滤波带宽、调谐范围、驱动功率等性能参数进行分析计算。设计并制作出窄带集成声光可调谐滤波器(IAOTF)样品,搭建相应的IAOTF测试平台,得到中心波长在1.55μm,滤波带宽达到0.85 nm,波长调谐范围达到80 nm,驱动功率低于40mW的IAOTF。并对进一步压缩滤波带宽和旁瓣效应提出了解决途径。     

声光可调谐滤波器多波长同时滤波的特性

集成光学声光可调谐滤波器 (AOTF)有很多优点 ,特别是它可以同时滤出多个波长 ,因此在波分复用(WDM)光纤通信网络中有重要应用。针对其这种特性 ,运用耦合模理论 ,导出了同时存在两束声波时的严格的耦合模方程。在此基础上 ,得到滤波特性的数值解 ,分析了多波长同时运用时 ,滤波器的主峰强度、中心波长和 3dB带宽随时间的波动 ,同时也分析了当信道间隔较小时滤波特性失真严重、噪声较高的原因。在分析了共线型声光可调谐滤波器多波长同时运用所存在缺点的基础上 ,提出利用准共线模转换器来改善声光可调谐滤波器多波长同时运用的性能。     

声光可调谐波波器多波长同时滤波的特性

集成光声光可调谐滤波器（AOFT）有很多优点，特别是它可以同时滤出多个滤长，因此在波分复用（WDM）光纤通信网络中有重要应用。针对其这种特性，运用耦合模理论，导出了同时存在两束声波时的严格的耦合模方程，在此基础上，得到滤波特性的数值解，分析了多波长同时运用时，滤波器的主峰强度，中心波长和3dB带宽随时间的波动，同时也分析了当信道间隔较小时滤波特性失真严重，噪声较高的原因，在分析了共线型声光可调谐滤波器多波长同时运用所存在缺点的基础上，提出利用准共线模转换器来改善声光可调谐滤波器多波长同时运用的性能。     

采用电光效应实现双折射切趾的集成光学声光可调谐滤波器

声光可调谐滤波器（AOTF）是密集波分复用系统（DWDM）中的关键器件之一。影响该器件性能的一个主要因素是透过率曲线中旁瓣的存在。基于双折射切趾的原理，提出了利用LiNbO3 电光效应来实现切趾的新方案。对该方法进行了理论和实验两方面的研究，实验结果与理论基本相符。     

两级串联声光可调谐滤波器旁瓣抑制的研究

阐述了偏振依赖的共线型和偏振无关的准共线型声光可调谐滤波器的滤波原理,进而导出了两级滤波的转换特性表达式;通过理论计算说明了两级声光可调谐滤波器能够有效地抑制旁瓣;最后,将两个单级的声光可调谐滤波器级联成两级滤波器,进行了旁瓣抑制的实验.实验结果表明,旁瓣被抑制到-19 dB,并且3 dB带宽也得到一定程度的压窄. 关键词： 集成光学 声光可调谐滤波器 旁瓣抑制     

大视场声光可调谐滤波器成像光谱仪光学设计

为了在15视场角范围内获得工作谱段范围在400 nm~ 900 nm声光可调谐滤波器(AOTF)成像光谱仪系统的二维空间信息以及一维光谱信息,设计了一种应用于AOTF 成像光谱仪的光学系统。介绍AOTF的工作原理,根据AOTF 成像光谱仪总体方案,对前置系统及后置成像系统进行了设计。设计中前置系统采用倒置的伽利略望远镜结构,后置成像系统采用改进的库克三片式结构。最终完成了一个焦距为19.311 mm,F数为12.3,在34 lp/ mm 的空间频率下各视场调制传递函数( MTF) 均值大于0.5的光学系统。     

声光可调谐滤波器(AOTF)消色散设计

介绍了非共线声光可调谐滤波器的构成及基本原理,计算了非共线声光可调谐滤波器衍射出的±1级衍射偏振光的偏转角,采用在光路中添加光楔的方法补偿非共线声光可调谐滤波器晶体色散引起的图像漂移.分析结果表明使用TeO_2材料设计的光楔在楔角为7.6°的时候可以控制图像漂移在一个像元以内,并在400～900 nm的工作波段范围内满足稳定成像的要求.     

共线声光耦合的集成光学TE/TM模转换器

集成光学模转换器是光开关,光调制器,光学滤波器的重要组成部分．基于共线声光耦合原理,本文讨论了一种转换效率高的TE／TM模转换器的设计原理和制作工艺．研制成功的器件在100mW电功率驱动下,转换效率达95%．     

通信用声光可调谐滤波器

介绍了以LN为基底的集成型和以TeO2为材料的体型通信用声光可调谐滤波器(AOTF)的工作机制,并对其结构和性能进行了比较分析,指出了各自需要解决的主要问题。讨论了用作OADM的声光可调谐滤波器对偏振分束器的要求及偏振分束器对滤波器性能的影响。提出了有必要对TeO2器件应用于通信领域的可能性进行更为深入的研究。     

Double Stage Flat Passband Acousto-Optic Wavelength Filter

We developed a flat passband acoustooptic filter. For the passband flattening, cascaded bandpass and notch filters with different mode converter lengths and conversion strengths were used. We attained a flat passband with flatness of less than 1 dB in the 2 nm range using the device with a second- to first-stage mode converter length ratio of 1.2.     

A MEMS Tunable Optical Ring Resonator Filter

In this work, a new architecture for a ring resonator tunable optical filter is proposed. In this architecture, two rings are connected to each other by a directional coupler and tuning is achieved through the control of the separation between the coupler two parallel guides using a micro-electro-mechanical systems (MEMS) actuator. The optical performance of the filter is tested using the FDTD and an analytical model is developed to predict its performances. A good agreement between the analytical and numerical results is obtained. The MEMS design is also presented and verified using an finite element method (FEM) analysis.     

基于光纤简并四波混频的可调谐波长转换器的优化设计

分析了光纤零色散波长、光纤长度、信号光频率及泵浦功率对基于光纤简并四波混频的可调谐波长转换器调谐带宽和转换效率的影响.结果表明对应不同的零色散波长都存在唯一的最优信号光频使得调谐带宽达到最大,进而推导了最优信号光频和最大调谐带宽的解析表达式,给出了提高此类器件调谐带宽和泵浦效率,减少调谐中输出信号功率起伏的优化设计方法.与以往实验结果相比优化后同等泵浦功率下调谐带宽可增加10 nm,若保证同样的调谐带宽则可将泵浦功率降低4.6 dB.     

基于光纤简并四波混频的可调谐波长转换器的优化设计

分析了光纤零色散波长、光纤长度、信号光频率及泵浦功率对基于光纤简并四波混频的可调谐波长转换器调谐带宽和转换效率的影响．结果表明对应不同的零色散波长都存在唯一的最优信号光频使得调谐带宽达到最大,进而推导了最优信号光频和最大调谐带宽的解析表达式,给出了提高此类器件调谐带宽和泵浦效率,减少调谐中输出信号功率起伏的优化设计方法．与以往实验结果相比优化后同等泵浦功率下调谐带宽可增加10nm,若保证同样的调谐带宽则可将泵浦功率降低4．6dB．     

Design of Simple Wavelength or Polarization Filter/Combiner

We present an analytical and numerical analysis of a simple wavelength or polarization filter/combiner constructed from three single-mode rectangular waveguides. The device has the advantage of easy fabrication using existing planar light guide techniques and can be designed to discriminate between optical signals with distinct polarizations at a given wavelength or between signals at a fixed polarization with a wavelength separation of 9~nm or more. It is therefore well suited for CWDM metro-communication, local area network, sensor, or control applications.     

新型平面集成光学相关器设计与分析

基于微光学与二元光学技术,设计了一种新型的平面折叠式光学相关器,将相关器中组成4f系统的傅里叶变换透镜、全息匹配滤波器、输入面和输出集成到一个平面器件上,与另一平面偏振反射镜构成一个反射型的平面光学系统.讨论了相关器的系统结构设计、系统参数的设计,给出了具体的设计模型,计算出其体积可减小至约12 cm3.利用菲涅耳衍射数值模拟方法对系统的图像识别过程进行了仿真,得到了良好的相关输出结果,证实平面集成光学相关器具有很好的识别性能.     

Tunable optical filter using second-order micro-ring resonator

In this paper, we design and fabricate a silicon integrated optical filter consisting of two cascaded micro-ring resonators and two straight waveguides. Two micro-heaters are fabricated on the top of two micro-rings respectively, which are employed to modulate the micro-rings to perform the function of a tunable optical filter by the thermo–optic effect. The static response test indicates that the extinction ratio and 3-d B bandwidth are 29.01 d B and 0.21 nm respectively, the dynamic response test indicates that the 10%–90% rise and 90%–10% fall time of the filter are 16 μs and 12 μs, respectively,which can meet the requirements of optical communication and information processing. Finally, the power consumption of the device is also characterized, and the total power consumption is about 9.43 m W/nm, which has been improved efficiently.