2022年使用耦合环腔来调节波长归纳 .pdf

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1、使用耦合环腔来调节波长摘要：一个波长可调谐激光具有丰富的调谐范围是一个在波分复用的关键装置(WDM)通讯系统与进行了研究许多的研究机构。最近,波分复用(WDM)相比,客观的扩大的输送容量、方法如可重构光添加/路复用(ROADM),广义多协议标签交换(GMPLS),和波长路由与客观的提高网络的灵活性进行了广泛的研究。波长可调谐激光器被广泛认同实现降低成本方面所起的重要作用和推进这些系统的功能。今天,波长可调雷射有各种方法和配置已经提出,但每一个都有其优点和不足之处。我们研究了一个配置使用硅双圆环光学谐振腔和半导体放大器作为一个比较简单的方法,用一个简单的配置更低的价格。使用这个配置,达到了我们的

2、45-nm波长可调的操作能力Cband遮住通过星上的l 波段在波分复用(WDM)光或通信足够的保证金由结合外部平面光波谐振电路(PLC)和半导体光放大器在几个milli-squares。关键词:波分复用(WDM)光沟通、波长可调谐激光;可编程序控制器(PLC)、半导体放大器。1 引言即使在当前电信市场衰退,网际网路交通日益增大,且污水的技术扩大输送能力来解决这个进步。波分复用(WDM)增加通过增加数量的能力的波长。配合先进的光学cross-connects ROADM和波长路由的扩展的输送能力以其优越的灵活性积极处于研究阶段。波长资源是不仅经常会扩大传输容量大,但也积极用来改善功能网络。输电容

3、量的扩张和更先进的功能在通讯协议彼此相关,并可提供交流服务具有低成本和高水平的安全。波长可调谐激光是一种重要的关键设备建立这种类型的通信系统。在传统的波分复用(WDM)系统,复合固定波长波长光源,具有恒定差距排好。特别的,成本的备份的光源(的波长数)的维护和管理是一个主要的来源干扰降低系统吗成本。采用波长可调谐光源不同光源可以纳入,减少系统成本大大先进。此外,一个波长可调谐光源有一个快速切换速度成为一个不可缺少的元素甚至在实施新网络功能的波长路由。几个波长可调谐光源的能力通过星上的l 波段覆盖构成的或已被提出。这些包括那些活动部件如镜的微机电系统(MEMS)具有高稳定性的模式分布布拉格反射镜(

4、DBR)激光 1,但还不完整从降低成本和可靠性。由于波长可调谐光源电路使用平面光波通信(PLC)由于对外谐振器相对容易制作和没有移动部件如微机电系统,他们有什么一流的生产产量和可靠性的振动宽容,并被认为适用于大规模生产到目前为止,已经提出了多种构造23。基本的研究检验了这个外部环谐振器放大器结构及半导体 4-6。特别是目前还没有达到了一个报告从性能的角度实践层面,例如光功率。在这里,我们得到了实用性能+4.7 小菜的单模光纤光学总结45-nm波长可调的输出和一个简单的范围配置比以前通过直接连接双份的环谐振器使用硅基PLC 商业化对于阵列波导光栅(AWG)过滤器,半导体的一种放大器。2 PLC

5、的双环波长可调谐光源波长的的工作原理2.1 原则的调谐操作波长可调谐激光我们建议使用波长可调谐滤波器具有双圆环结构调谐机制。接下来,我们解释的基本原则波长调谐。图1 是一个图的波长可调谐滤波器联接环滤波器在一列。传输每只戒指波长特性滤波器显示在图2。由于两个环半径略有不同传播高峰期(自由光谱范围:FSR)过滤器也稍有不同。如果两个传输高峰在波长 0 比赛,0 为中心,一个波长没有配合传输峰范围产生了。波长范围的波长带为波长调整和被设置到或通过星上的l 波段构成的波分复用(WDM)光沟通。在一个双圆环的波长过滤器、传输波长被改变当两个传输波长峰匹配。改变有效折射率的一环波导用加热器加热、两个传输

6、波长的光山峰可以匹配。在这种情况下,离散波长调整由的透射谱其它环形滤波器的高峰将成为可能。因此,这两个环过滤器,如果的透射谱任何一个的准备名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 3 页 -比赛的电网参与国际电信联盟(ITU)波分复用(WDM)波分复用(WDM)通信中的应用是可能的。与 FSRs 两环将 FSR1 过滤器 FSR2;传输通道的数量(数量的峰值波长传输)氮,调谐的波长对乐队,FSR1 到 ITU 格子,以下必须设置条件下的波长调谐。如果每个环波导的半径被设置为r1r2,分别与有效折射率的戒指波导到neff 点,公式（4）-（8）。方程(7)代表条可设置的数量这

7、双通道环的结构。方程(8)代表波长可调谐范围。特别是,Eq。(8)重要的现实意义。通常,在一个戒指过滤器、波长可调范围 FSR1 只有获得最多。在双圆环结构、可调范围扩大次。这米被称为wavelength-tuning提高的因素而且是一个指数显示游标效率的效果。当构成的带宽约32 纳米,波分复用(WDM)50兆赫(FSR1=0.4海里)是假设为信道间隔(网格),一个价值至少80 m 要求的波长调谐范围扩大,因为米的价值增加,但自从 减少,重叠的光谱两环滤波器不断增加,强度比(相声)的发射光和相邻的nontransmitted光降解。这个相声降解引起的退化在单模激光振荡性能。通过增加这个策略的环

8、过滤器、光谱重叠变小和相声退化是可以预防的。然而,增加增加有效策略光波的往返长度的戒指波导,内部滤波器损失增加。以考虑激光表演的平衡等振荡阈值、光功率,side-mode抑制比(SMSR),过滤配置参数必须是确定的。2.2 波长可调谐滤波器的传输损失在一圈使用平面光波滤波电路,如果分裂的振幅比和直波导将戒指波导莹一和K2 用光学分支由定向耦合器,如图 1、振幅传输速率的一个环子过滤器可以写成遵循5 公式（9）。指在 的传播常数和 ,损失每圈周期。电力传输速率是公式（10）。当环周期的环形波导损耗 建立为 0,最大传输条件是公式（11）。从公式 9,10,11，我们得到公式（12）。多余的损失所

9、产生的偏离情况(12)。简单来说,内环波导损失设置为0,图3显示计算结果多余的损失的一种功能失配K定义为公式（13）。不对称分裂振幅导致结构晶圆片表面的波动,特别是一致性定向耦合器的缺口。环半径大约 500m 小,在此订单和均匀性保持在某种程度上是这样。然而,这是很重要的提高制造精度,从而达到一个高水平的降低,应充分均匀过剩不对称所造成的损失的分支机构。这传递损失的双圆环滤波器是一种重要的激光振荡特性参数的影响,极大地影响了环周期损失(传播损失每个周期的戒指波导)和不对称分公司。让耦合系数定向耦合器的被及相互作用的长度是 l。那间存在关联 l 耦合程度和分支7 速比系数K。图 4 显示了计算的

10、影响这枚戒指周期损失和耦合程度 l 上了滤波器的传递损失(通过双圆环过滤器)。确定了有效耦合程度的数量lightwaves来回循环并成为一种重要的参数影响传递损失。在这个原型,这枚戒指周期损失0.18分贝,耦合程度约0.4-0.5分,双圆环传递损失吗约1.5 分贝至 2 分贝。波长依赖性也出现在传递损失和手腕因为耦合定向耦合器的程度取决于波长。在附近的耦合程度设置在这里,一个引人注目影响不产生振荡特性波长范围大约50 海里。图 5 显示测量透射谱的原型的戒指过滤器。大约8 dB 耦合输给单模光纤包括在传递损失两方面原型滤波器。之间的差额部分。平通过光谱和峰值下降的部分的光频谱图中变得多余的损失

11、环形波导。FSR 环的过滤大约是48.8 兆赫(0.39海里)和设计值吻合很好50 兆赫。娴熟的下降的光谱是14.4。通过使用多余的损失和手腕,戒指周期 损失据估计,从 0.18 分贝 Eq。(10)。这种损失包括传播损失、弯曲辐射损失,并且过多的定向耦合器的损失。图6 显示测量的辐射损失的依赖弯曲半径的辐射损失。我们可以发现多余的损失是由于辐射迅速增加弯曲半径为250 m 越少。在这个原型,我们看到辐射具有足够的压抑,损失超额损失原因主要是在定向耦合器的从其他测量。2.3 波长可调谐滤波器相位条件的振荡在波长可调谐激光的运用环滤波外部谐振器、l 耦合程度定向耦合器的是一个非常重要的参数确定了

12、有效往返距离的lightwaves周期在谐振器。下面,我们的耦合计算纵向模式的依赖程名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 3 页 -度间距从阶段激光振荡条件和验证一个合理的价值的耦合学位的比较与频谱宽度的环形滤波器。在一个双圆环谐振器,让的相变每只戒指的光波通过滤波和21,波导长度不包括莱克斯戒指,然后阶段激光振荡条件是b,在 m 是一个整数和南极的有效折射率的表示指标的波导。从情商。(9),相变的戒指波导给出了纵向模式b。在激光振荡间距吗从情商得到。(15)分化就 b,在那里 Leff 1和 2 Leff 形式化的往返长度有效吗春天的lightwaves波导 1 和

13、2 分别为、,并给出了从Eqs。b。(九)、(16),(18),有效周期长谐振波长写成5。在母语和外语表示圈长度的两个戒指吗波导。图 7显示的依赖关系的耦合程度 纵向模式与间距参数莱克斯。激光振荡时出现的山峰三个光谱传输光谱的两个戒指波导和纵向模式(法布里-珀罗模式)光谱一致。本文从中单身模式特征(side-mode抑制)和波长可控制、纵向间距 模式必须设置适当的价值比的传动系统双谱宽度的戒指。在原型,光谱谱线(全部宽度在half-maximum)的双圆环谐振器是大约10 点。多余的长度莱克斯不含环波导也将这样纵向间距 模式变得几乎一样。3(PLC)双圆环波长可调光源的结构和特点结构、性能特点

14、的波长可调谐光源的原型基于硅平面光波电路如下所示。3.1。器件结构图 8 是一个图的原型的波长可调谐激光器。元素由一个SOA 和可编程序控制器(PLC)元素包含一个环形谐振器,并建立一个简单的方法直接的夫妇两个。在这个结构,与特定波长的光波从半导体光放大器耦合光波导经过两个环形谐振电路,转而退后的high-reflectance(HR)方面,再通过传播两个环形谐振电路,返回到 SOA 和振荡在单一模式传输波长。劳工党的波导加热器的基础上形成的环形谐振腔形成,波长可调的操作和实现thermo-optical效果的运用电压加热器。的半径的两个环形谐振稍有不同。波长调谐在大范围将成为可能在游标效果的

15、比值来确定这些半径。接下来,我们综述了可编程序控制器(PLC)的制备工艺外部谐振器。图9 所示的制造过程。低熔覆层后硅衬底上形成(一),芯层的电影是由锡电浆化学气相沉积(方法)(b)。其次,光学波导是仿效核心层普通光蚀刻法技术(c),和上覆层沉积在顶部(d)。最后,加热电极是什么模式上形成的复合层(e)。实现一个小环谐振器满足FSR=50 兆赫无辐射的损失,high-波导折射率差6%已被采纳。一个antireflecting涂料反射率的比例不到0.1%用于方面(耦合与 SOA 在其中的一个可编程序控制器(PLC)的两端的元素。一个 high-reflecting涂料 95%或更高的反射率应用到

16、另一端。这 安 装 排 放 的 一 面 是 作 为SOA方 面 分 开。SOA方 面 的 耦 合 到 可 编 程 逻 辑 控 制 器(PLC)low-reflectance涂上一层涂料小于1%。元素的大小是可编程序控制器(PLC)用在这里的原型约为7 毫米3 毫米,可缩短约4 毫米吗 4 毫米。因为一个相对大量的晶圆片每获得,降低成本是不可能的。圆的长度这枚戒指的显示率设定为4000 m 波导因为FSR 是五十岁兆赫。实现一个足够的波长可调谐范围40 纳米构成的全罩,wavelength-tuning增强因子的显示率设定为100 M,4040.4 m 和外语。由于光学点大小的PLC 和国有资产

17、差不多吧,损失将直接耦合吗要相对小的。激光振荡性能较好的获得将后来解释。这lens-less被动对齐实施耦合在降低成本的重要模块在大规模生产。3.2 元素特征图 10 显示了波长可调的特点的原型。一个调谐特性的良好的单模振荡模式是没有跳来跳去通过阴影电压加热的基础上形成的一方的环形谐振器。加热器耗电量为870 mW、波长调谐运行在一个大范围为45.2 海里取得了较好的应用效果。这是一个调谐范围的地方通过星上的l 波段的构成的致密或波长分割多路复用技术(DWDM)通信带宽提供足够的全部赔偿。在一个波长可调谐激光器这个结构、周期性调整的特征与一个锯齿形显示的热水器应用能力。图10 提出只名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 3 页 -