应变辅助MZI型铌酸锂Interleaver

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:jyk1987525
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
可调谐光交错滤波器(Interleaver)在密集波分复用(DWDM)系统中具有重要的应用价值。就功能而言,它不但可以将一列波长间隔较小的光波信号分离成为两列波长间隔加倍的光波信号,从而及大地缓解了DWDM系统对滤波器的要求。而且其中心波长可调谐的特性还可以用于波长选择开关。此外,就制作工艺而言,其可调谐特性也降低了在制作工艺上对中心波长对准的要求,降低了器件的制作成本。当前,光波导器件的调谐方式主要有热光调谐与电光调谐,考虑到热光调谐的速度较慢,因此在一些高速应用的情形,电光调谐是最佳的选择。显然,为了实现电光调谐,Interleaver需要采用具有较大电光系数的电光材料制作,这其中,铌酸锂(LiNbO3)材料是最佳的选择。然而,当前两种主要的铌酸锂光波导的制作方式,即钛扩算与质子交换,所得到的光波导的折射率差均较小,因此基于这两种主要的光波导制作方式所设计的铌酸锂光波导Interleaver的尺寸将较大,十分不利于器件的工艺制作。为此,本文提出了一种利用热应力辅助的可调谐铌酸锂光波导Interleaver,由于在波导弯曲区域利用了热应力来提高波导芯与包层的折射率差,相应的光波导的弯曲半径可以减小,从而使得整个器件的尺寸得以减小,有利于器件的工艺实现。论文首先利用弹性力学的基本理论,通过有限元仿真软件ANSYS和理论分析这两种方法对应变辅助波导内的应变分布进行了求解,并对比两种方法所得到的结果。在此基础上,利用弹光效应基本原理分析了应变辅助波导的折射率分布。之后,在考虑到边缘应力对淀积温度和二氧化硅膜层厚度的敏感性,利用有限差分法分析了不同情况下波导E xpq模的有效折射率的变化。对比发现应变的引入,弯曲波导的有效折射率的改变可达7×10-4。最终,基于以上分析结果,设计了通道间隔为100GHz的应变辅助可调谐铌酸锂光波导Interleaver。并对所设计的应变辅助的铌酸锂Interleaver进行传输特性分析,讨论了器件中涉及的耦合器的耦合系数,两非对称臂的传输损耗差,非对称臂的折射率差,及调谐电压对器件输出谱的影响和器件的色散特性,从而证明了器件设计的可行性。最后,针对器件具体结构优化设计了应变辅助Interleaver的的非对称臂及器件的3dB耦合器。对比发现,引入应变后,器件的非对称臂长度能缩短为原来的1/2。在此基础之上设计制作了相应的光刻掩膜版,成功制作了热应力辅助的可调谐铌酸锂Interleaver,测试了器件的传输特性,可调谐特性以及温度特性,结果证明在相同的结构尺寸下,引入热应力的器件的隔离度可达20dB以上,远高于传统器件,这也就说明通过应变辅助的方式能够减小铌酸锂Interleaver的长度。另外测试了器件实现可调谐功能的可行性,测得每伏电压能引起0.2nm左右的波长偏移,并且当器件Ⅰ和Ⅱ的调谐电压分别为3.6V和5.4V,能实现两输出端口的输出转换。而对于器件的温度特性,测试出温度升高1°C,中心波长平均偏移0.092nm,这说明器件对温度较为敏感,因此通过调谐功能减少外界环境对器件输出性能的影响是十分必要的。
其他文献
利用岩心、测井等资料对S1井栖霞组、茅口组沉积相开展研究,栖霞组、茅口组均为碳酸盐岩台地相沉积,明确了沉积演化史。
全耗尽SOI器件能够有效地克服体硅器件的不足,充分发挥硅集成技术的潜力,已经在高性能ULSI、VHSI、高压、高温、抗辐照、低压低功耗、存储器及三维集成等领域取得了广泛的应
新疆天然草地面积辽阔,近年来,每年夏季的蝗灾发生面积都在230万hm2以上。给畜牧业生产造成极大的危害。大型超低量喷雾机以较高的杀灭速度和较好的经济性一直是最主要的灭蝗手
有关丝绸之路音乐文化的研究,除了从历史遗迹、考古发现、文献典籍中考察以外,全唐诗词也可为我们提供异常丰富、可资参证的信息.经查考,其中有几近千首的诗词都与丝路音乐文化有
目的探讨重组人活化蛋白C(rhAPC)结合持续血液净化(CBP)治疗儿童严重脓毒症的可行性。方法选择儿童严重脓毒症患者72例,根据治疗方法的不同分为观察组与对照组,各36例,对照组
利用ANSYS软件建立铣磨机主轴的三维实体仿真模型,采用COMBIN14单元模拟铣磨机主轴轴承的弹性支撑,进行相应的静动态特性分析,求解了主轴系统模态分析前6阶固有频率和振型,并
随着现代航空工业的飞速发展,机载电子系统成倍增加,现有的航空通信网络已成为整个航空系统的瓶颈。ARINC-664作为航空数据网络(ADN)的新一代标准应运而生,它提出了航空全双
射频爆磁压缩发生器(Radio Frequencies Explosive Magnetic FluxCompression Generator, RF MFCG)是一种小型化的电磁脉冲产生及辐射装置。它利用爆磁压缩发生器(MFCG)装置
现今生活中,模拟电路广泛存在于人们生活的各个领域,因此,模拟电路的故障诊断也一直备受专家研究关注。模拟电路中的非线性模拟电路因其复杂性以及多样性,在故障诊断方面受到很大
激光的出现有力的推动了声光学的发展,并使声光技术成为一门飞速发展的新技术。以声光效应为原理制成的声光调制器具有调制速度快、衍射效率高、消光比大、器件体积小等优点,在