摘要：光波导环形谐振腔是微型光学陀螺的核心敏感部件,其性能直接影响陀螺系统的性能,是此种陀螺设计和制造的关键。利用广角有限差分光束传播法(WA-BPM)对二氧化硅光波导环形谐振腔进行了优化设计;在优化设计的基础上,在硅衬底上利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)法制备了掺GeO2的二氧化硅光波导环形谐振腔芯片,并通过了实验测试,其测量精细度可达16.7,可为今后集成光学陀螺的小型化和高灵敏度提供理论参考。

摘要：2μm波长附近可调谐半导体激光器在分子光谱学和光通信领域中有广阔的应用前景。基于绝缘体上硅(SOI)平台,对2μm波长附近可调谐半导体激光器的外腔部分进行了设计优化。分析了不同尺寸光波导的模式损耗特性、单个微环谐振腔受总线波导耦合间距的作用以及总线波导光反馈终端对外腔半导体激光器性能的影响。并提出了一种具有高工艺兼容度的多模环形光波导光反馈结构。所设计的可调谐半导体激光器硅基外腔可通过环形波导上的镍铬合金微加热器进行0.1 nm/K的高精度调谐,对单个微加热器施加3.2 V电压时,调谐范围可达66 nm(1967~2033 nm)。

摘要：基于光子晶体非线性效应和线性干涉效应设计了全光异或、非和与逻辑门。应用反演定理拆分较复杂逻辑表达式,通过级联组合设计了全光或非门和四输入与门逻辑器件。本文利用时域有限差分法进行仿真模拟计算,对非线性环形腔的耦合特性进行了分析,然后在信号波长为1.47μm条件下设计了上述逻辑器件,且通过可扩展输入端可设计出更多输入的器件。分析了信号功率对四输入与逻辑器件逻辑功能的影响。结果表明信号光源功率在1.1 W/μm2到3.4 W/μm2之间时,输出端的逻辑对比度均大于10 dB。所设计器件响应时间最短仅1.6 ps,占用面积小,易于扩展与集成,在光处理系统和集成光路中有较大应用前景。

摘要：将环形谐振腔邻近放置在光子晶体直波导两侧构成环形谐振器,利用平面波展开法及时域有限差分法,数值分析了该系统中光的传播行为。基于此结构,以三、四通道为例设计了大角度超微多路光分束器。仅通过改变环形谐振腔中耦合介质柱的半径,便可使光场发生重新分布,实现输出能量的均分或自由分配。在同样保证多路和高传输效率的条件下,该结构与常规波导定向耦合型分束器相比,还可实现光束的大角度分离。

摘要：利用宽角光束传输法(WA-BPM)对二氧化硅平面波导环形谐振腔进行了优化设计,详细分析了不同环形腔长度下,谐振腔清晰度与环形腔耦合器耦合系数的关系,并进一步分析了由光探测器散弹噪声所限制的谐振型光学陀螺极限灵敏度和环形腔光路参量之间的关系。在此基础上,在硅衬底上利用火焰水解化学掺GeO2的二氧化硅波导上制作成带输入/输出耦合器的环形谐振腔芯片。并通过实验测试了所研制的光波导环形谐振腔,其清晰度高达60,理论分析表明采用上述环形谐振腔研制的陀螺,其极限灵敏度可达1°/h。

摘要：将掺铒有源波导材料引入环形谐振腔结构,从理论上分析了有源波导环形谐振腔的滤波特性。结果表明由于抽运光提供的增益补偿了腔内损耗,使得环形谐振腔满足临界耦合条件,实现对信号光的最佳陷波,同时发现通过改变抽运光功率,可以对精细度和带宽进行动态调谐。分析了铒离子掺杂浓度、信号光功率以及抽运光耦合系数对最佳陷波抽运功率的影响,为有源波导器件设计制作提供了理论依据。

摘要：利用广角有限差分光束传播法(WA-BPM)对集成光学陀螺(IOG)用掺锗的二氧化硅光波导环形谐振腔进行了优化设计,详细分析了谐振腔的主要性能参数精细度F与各种损耗及光强耦合系数的关系。在优化设计基础上,在硅基底上利用等离子体增强型化学汽相沉积(PECVD)法与反应离子刻蚀(RIE)制作了掺锗的SiO2光波导环形谐振腔。经测试,在1550nm波长处,光波导传输损耗为0.02dB/cm,环形谐振腔内总传输损耗仅为0.1dB/circuit,可为今后集成光学陀螺的小型化和高灵敏度提供理论参考。

摘要：基于直波导和环形谐振腔的耦合特性,设计了一种新型、高效的二维光子晶体异质结构光分束器.时域有限差分法模拟表明,该设计仅仅通过改变介质柱的折射率,使光场发生重新分布,便可实现输出能量的均分或自由分配.在通信波长范围,该设计结构尺寸小、分束角度大、分束率高,这些特性使其在光通信领域具有重要的应用前景.

摘要：环形谐振腔可用于高精度高灵敏度传感,将环形谐振腔与悬臂梁式压力传感器相结合,推导了该压力传感器的灵敏度的表达式,灵敏度会随着所施加压强的不同而变化,当施加的压强为1 kPa时,灵敏度为71.73 pm/kPa。采用低损耗的绝缘体上铌酸锂(LNOI)来设计环形谐振腔,极大地提高了压力传感器的Q值,可提高测得压力的精度。深入分析了临界耦合与非临界耦合、波导损耗、环形波导周长对Q值的影响,并借助Matlab对其进行了分析。结果表明:对Q值影响最大的是波导损耗;环形波导周长增加不会直接增大Q值,但会降低损耗,从而间接增大Q值。计算结果表明,当环形波导半径为80μm,损耗为0.6322 m^(-1)时,Q值高达5.7×10^(6)。

摘要：提出了一种微型化Ka频段带线带通滤波器设计方案。采用带有调谐枝节的环形谐振腔和带线耦合结构,利用低温共烧陶瓷(LTCC)技术设计并研制了一个相对带宽约10.4%的Ka频段带通滤波器,典型性能为在中心频率26.99 GHz处插入损耗小于1.3 dB,带内驻波比小于1.20:1,损耗起伏小于0.30 dB,滤波器的尺寸为4.5mm×2.8 mm×0.6 mm,测试结果与全波分析数据基本一致,说明方案有效。本滤波器可以用在毫米波通讯系统中。