N阶微环菱形矩阵谐振滤波器传输性能研究

1

作者 于莉媛 牛萍娟 +1 位作者 邢海英 侯莎 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第7期531-533,557,共4页

微环谐振器具有结构紧凑、易于大规模集成等优点,在研究中多采用多环联接来改进其滤波特性。提出了一种改进型的N阶微环矩阵谐振滤波器结构,使N阶矩阵为菱形排列方式,以获得更佳的旁瓣、带内纹波等性能指标。以3阶微环矩阵为例,利用耦... 微环谐振器具有结构紧凑、易于大规模集成等优点,在研究中多采用多环联接来改进其滤波特性。提出了一种改进型的N阶微环矩阵谐振滤波器结构,使N阶矩阵为菱形排列方式,以获得更佳的旁瓣、带内纹波等性能指标。以3阶微环矩阵为例,利用耦合模理论对N阶微环矩阵建立稳态方程,求解出3阶微环矩阵的输出特性,并与其他同环数的微环阵列在滤波性能上进行比较分析,得出结论:在相应结构参数和微环数目相同的情况下,改进型N阶微环矩阵谐振滤波器在通带宽度、远端抑制、旁瓣等方面较多环联接方式更具优势。该改进型N阶微环矩阵谐振滤波器可以在宽信道大容量的波分复用系统中得到应用。 展开更多

关键词 小型化微环谐振滤波器 耦合模理论 N阶微环矩阵 传输特性 旁瓣

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基于微环谐振器的超紧凑微波光子滤波器的设计 被引量：9

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作者 王巍 张爱华 +3 位作者 杨铿 杨丽君 冯世娟 王振 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期2162-2166,共5页

设计了一个基于硅基微环的超紧凑的微波光子滤波器,用以提高硅基微波光子器件的集成密度及增大其自由光谱范围。根据波导光学的耦合模理论,推导出双环并联谐振器的光强传递函数,并通过仿真得到了微波光子滤波器的输出特性。结果表明:当... 设计了一个基于硅基微环的超紧凑的微波光子滤波器,用以提高硅基微波光子器件的集成密度及增大其自由光谱范围。根据波导光学的耦合模理论,推导出双环并联谐振器的光强传递函数,并通过仿真得到了微波光子滤波器的输出特性。结果表明:当微环半径为0.79μm时,谐振器中直波导宽度为0.3μm,环形波导宽度为0.25μm,滤波器的自由光谱范围为140 nm,插入损耗为0.5 dB,半峰全宽为7 nm,此滤波器的性能完全满足粗波分复用系统的要求。 展开更多

关键词 微波光子学 微环谐振器 滤波器 光波导组件

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超窄带微环谐振滤波器的设计及传输特性分析 被引量：3

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作者 郑加金 宋家富 +1 位作者 李培丽 陆云清 《光通信研究》 北大核心 2016年第4期37-41,共5页

提出了一种基于双微环引起范诺共振效应实现超窄带滤波的微环谐振滤波器,通过泵浦波导和微加热装置使其同时具备有源和可调谐性能。通过耦合模理论,推导了该结构的透射率及超窄带带宽公式,并利用MATALAB软件模拟了在滤波器结构中注入增... 提出了一种基于双微环引起范诺共振效应实现超窄带滤波的微环谐振滤波器,通过泵浦波导和微加热装置使其同时具备有源和可调谐性能。通过耦合模理论,推导了该结构的透射率及超窄带带宽公式,并利用MATALAB软件模拟了在滤波器结构中注入增益对超窄带带宽和滤波器的透过率的影响,以及微环波导的热光效应对滤波器谐振波长的影响。仿真结果表明,在滤波器中注入增益能增大透过率,压缩滤波器的超窄带带宽,且微环波导的热光效应可使谐振波长发生红移或蓝移。 展开更多

关键词 微环谐振器 光滤波器 超窄带

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基于SRR的二阶方环滤波器小型化设计 被引量：2

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作者 王阳 李平辉 +1 位作者 周水威 张毅 《微波学报》 CSCD 北大核心 2012年第1期77-80,共4页

移动通信的飞速发展为微波元件的小型化提出了更高的要求,左手材料因为其负介电常数和负磁导率的特性而被广泛用于天线和滤波器的小型化设计中,SRR作为左手材料的基本构成,用于设计三种基于其原理的二阶微带带通滤波器。文中滤波器具有... 移动通信的飞速发展为微波元件的小型化提出了更高的要求,左手材料因为其负介电常数和负磁导率的特性而被广泛用于天线和滤波器的小型化设计中,SRR作为左手材料的基本构成,用于设计三种基于其原理的二阶微带带通滤波器。文中滤波器具有依次降低的中心频率,代表滤波器尺寸的缩减。其中具有串联叠层式谐振结构的滤波器尺寸为单层结构滤波器尺寸的11%,表现出较好的小型化效果。仿真与实测结果吻合较好,验证了文中结构的可行性。 展开更多

关键词 左手材料 金属开口谐振环 带通滤波器 中心频率 小型化

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基于半导体微环谐振器的光滤波器设计方法 被引量：2

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作者 张彬 张淑梅 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期24-28,共5页

提出了一种完整的基于微环谐振器的光学滤波器的系统设计方法。使用该方法可以从一定滤波特性参数出发,计算得到每个环之间的耦合系数,再根据耦合系数和器件尺寸的关系得到具体的器件尺寸,从而实现光学滤波器从性能特性到器件尺寸设计... 提出了一种完整的基于微环谐振器的光学滤波器的系统设计方法。使用该方法可以从一定滤波特性参数出发,计算得到每个环之间的耦合系数,再根据耦合系数和器件尺寸的关系得到具体的器件尺寸,从而实现光学滤波器从性能特性到器件尺寸设计的一整套完整的解决方案。并在此基础上利用感应耦合等离子体(ICP)干法刻蚀技术和聚酰亚胺介质平坦化工艺制作了双环光滤波器,对该设计方法进行了初步的实验验证,使用扫描电子显微镜和原子力显微镜等多种测试方法证实,制作的光波导具有很好的性能,测试了其梳状滤波特性。 展开更多

关键词 微环谐振器 光滤波器 SPICE模型 耦合系数 感应离子刻蚀

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基于跑道型微环谐振器的窄带高消光比滤波器的研究 被引量：4

6

作者 宫原野 董姗姗 +2 位作者 牛长流 丁智 沈志兴 《蚌埠学院学报》 2019年第5期55-58,共4页

针对密集波分复用系统中对窄带宽高消光比的滤波需求,设计一种新型的基于跑道型微环谐振器的窄带宽高消光比滤波器。仿真结果表明:滤波器输出端和下载端的输出光谱具有窄带宽、高消光比和高品质因子的优点,能够在密集波分复用系统中发... 针对密集波分复用系统中对窄带宽高消光比的滤波需求,设计一种新型的基于跑道型微环谐振器的窄带宽高消光比滤波器。仿真结果表明:滤波器输出端和下载端的输出光谱具有窄带宽、高消光比和高品质因子的优点,能够在密集波分复用系统中发挥良好的选频滤波功能。滤波器结构中,跑道型微环谐振器的直波导长度与自由光谱范围成反比、直波导与谐振器之间的耦合系数与滤波器消光比成反比。 展开更多

关键词 集成光学 跑道型微环谐振器 消光比 光学滤波器

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基于缺陷地结构的小型化双频带带通滤波器 被引量：6

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作者 张洪欣 张旭东 贺鹏飞 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期363-367,共5页

提出了一种新型的基于缺陷地结构的双频带带通微带滤波器.缺陷地结构采用双模开口谐振环形式,并使用不同组合方式的双模开口谐振环产生两个通带.滤波器的两个工作中心频率分别为3.5GHz和5.8GHz,其中第一个频带涵盖了所有全球微波互联接... 提出了一种新型的基于缺陷地结构的双频带带通微带滤波器.缺陷地结构采用双模开口谐振环形式,并使用不同组合方式的双模开口谐振环产生两个通带.滤波器的两个工作中心频率分别为3.5GHz和5.8GHz,其中第一个频带涵盖了所有全球微波互联接入的应用频段,第二个频带可以应用于雷达设备.为了进一步证实这款滤波器的性能,基于Roggers RT5880板材制作了滤波器实物,整体滤波器的大小仅为20mm×20mm,测量数据和仿真结果吻合较好,并且有两个传输零点,可以满足工程上的需要. 展开更多

关键词 缺陷地结构 小型化 双模开口谐振环 微带带通滤波器

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半导体微环谐振器及在光学滤波中的应用 被引量：2

8

作者 侯玉文 谢生 《光电技术应用》 2010年第1期33-37,共5页

半导体微环谐振器结构紧凑、集成度高、功能丰富,是构建超大规模集成光子回路最有潜力的代表之一.目前,它已广泛用于通信滤波器、延迟线、传感器、微激光器和光存储等方面,并成为集成光电子、光通信和光信息处理领域的研究热点.在研究... 半导体微环谐振器结构紧凑、集成度高、功能丰富,是构建超大规模集成光子回路最有潜力的代表之一.目前,它已广泛用于通信滤波器、延迟线、传感器、微激光器和光存储等方面,并成为集成光电子、光通信和光信息处理领域的研究热点.在研究介绍微环谐振器的工作原理基础上,分析了侧向耦合和垂直耦合微环谐振器的优缺点,总结了半导体微环谐振器在无源、有源和可调谐滤波器方面的应用和最新进展. 展开更多

关键词 半导体 微环谐振器 光学滤波器

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基于微环谐振器的超紧凑滤波器设计

9

作者 张爱华 宋丽娟 《无线互联科技》 2023年第12期100-102,共3页

为了提高硅基光子器件的集成度,文章设计了一种超紧凑微环谐振滤波器。根据光波导理论,推导出滤波器的传递函数,仿真得到滤波器的频谱特性。结果表明,微环半径为0.63μm,直波导宽度为0.25μm,环形波导宽度为0.3μm时,滤波器自由光谱范围... 为了提高硅基光子器件的集成度,文章设计了一种超紧凑微环谐振滤波器。根据光波导理论,推导出滤波器的传递函数,仿真得到滤波器的频谱特性。结果表明,微环半径为0.63μm,直波导宽度为0.25μm,环形波导宽度为0.3μm时,滤波器自由光谱范围为170 nm,插入损耗为1.5 dB,半峰全宽为5 nm,上述性能完全满足波分复用系统对滤波器的要求。 展开更多

关键词 微环谐振滤波器 自由光谱范围 光学滤波器

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一种新型SOI微环辅助马赫-曾德尔干涉仪滤波器的设计 被引量：4

10

作者 宫原野 董姗姗 +1 位作者 丁智 牛长流 《北京石油化工学院学报》 2020年第3期60-64,共5页

针对传统的马赫-曾德尔干涉仪滤波器余弦状输出光谱不能满足光通信的滤波需求,将2个微环谐振器与马赫-曾德尔干涉仪相耦合,采用热光性能优良的SOI材料作为器件原材料,设计出一种新型的滤波器结构。利用微环谐振理论、信号流程图理论和... 针对传统的马赫-曾德尔干涉仪滤波器余弦状输出光谱不能满足光通信的滤波需求,将2个微环谐振器与马赫-曾德尔干涉仪相耦合,采用热光性能优良的SOI材料作为器件原材料,设计出一种新型的滤波器结构。利用微环谐振理论、信号流程图理论和梅森公式推导出滤波器的传递函数,并对其输出端口的强度进行模拟分析。仿真结果表明:当微环的周长L与马赫-曾德尔干涉仪上下臂的臂长差Δd满足L 1=2L 2=Δd时,滤波器的输出光谱为顶部平坦、边沿陡峭型的输出谱。与普通马赫-曾德尔干涉仪滤波器相比,提出的滤波器的滤波性能有了明显改善。 展开更多

关键词 微环谐振器 马赫-曾德尔干涉仪 信号流程图理论 光学滤波器

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微环谐振器辅助马赫-曾德尔干涉仪滤波性能分析 被引量：10

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作者 宫原野 董姗姗 《西华大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第1期102-107,共6页

为改善普通马赫-曾德尔干涉仪(MZI)滤波器的滤波性能,本文将微环谐振器与MZI相结合,设计出一种新型的微环辅助MZI型滤波器。文章采用信号流程图法推导出该结构的传递函数,并对模型输出特性进行仿真分析。结果表明:当滤波器结构采用非平... 为改善普通马赫-曾德尔干涉仪(MZI)滤波器的滤波性能,本文将微环谐振器与MZI相结合,设计出一种新型的微环辅助MZI型滤波器。文章采用信号流程图法推导出该结构的传递函数,并对模型输出特性进行仿真分析。结果表明:当滤波器结构采用非平衡型MZI时,通过引入微环的反馈调节机制,优化耦合系数,发现滤波器输出谱具有窄带高消光比特性;当采用平衡型MZI时,通过对滤波器参数的优化,实现滤波器输出端最大平坦滤波响应,阻带抑制(>40 d B),具有良好的滚降特性。与普通MZI滤波器相比,本文提出的微环辅助MZI型滤波器滤波性能有了明显改善。 展开更多

关键词 光学器件 信号流程图理论 光学滤波器 微环谐振器 马赫-曾德尔干涉仪

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带有交叉信道的高精细度微环滤波器 被引量：4

12

作者 宫原野 董姗姗 牛长流 《西华大学学报（自然科学版）》 CAS 2018年第6期102-107,共6页

针对微环滤波器件对窄带宽和高精细度的需求,设计出一种带有交叉信道的微环滤波器。采用信号流程图理论和微环谐振器理论,推导出滤波器在drop端和through端光强传递函数,据此在谐振波长1 550nm处对该器件进行模拟与优化。结果表明:取微... 针对微环滤波器件对窄带宽和高精细度的需求,设计出一种带有交叉信道的微环滤波器。采用信号流程图理论和微环谐振器理论,推导出滤波器在drop端和through端光强传递函数,据此在谐振波长1 550nm处对该器件进行模拟与优化。结果表明:取微环半径r=30. 74μm,在交叉信道单微环滤波器中,微环与信道波导间耦合系数为0. 1,through端光谱具有较高的精细度,属于周期型窄带高消光比带阻滤波器;drop端光谱带宽极窄,可以将其用作固定波长激光器。在交叉信道微环串联耦合滤波器中,微环与波导间耦合系数取0. 05,环间耦合系数取0. 000 4时,滤波器drop端输出光谱具有顶部平坦,边沿滚降明显的特点。经数值计算得出,交叉信道微环串联耦合滤波器的精细度为105. 41,品质因子为4. 189×10~4。分析结果表明,本文设计的带有交叉信道的微环滤波器在保持优良滤波特性的前提下,使滤波器的精细度进一步提高。 展开更多

关键词 光通信 集成光学 光学滤波器 微环谐振器 信号流程图理论

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基于GaInAsP/InP材料的串联微环车比雪夫滤波器

13

作者 董姗姗 齐雪 曹浩 《蚌埠学院学报》 2022年第5期49-53,共5页

采用3 dB耦合器将微环谐振器相互耦合,设计出一种新型的串联微环车比雪夫滤波器。与传统串联、并联微环滤波器结构相比,在相邻两个微环间设置了一个耦合角度,从而控制光信号在微环谐振器中的增益,通过调节环间耦合器的耦合系数,设计出... 采用3 dB耦合器将微环谐振器相互耦合,设计出一种新型的串联微环车比雪夫滤波器。与传统串联、并联微环滤波器结构相比,在相邻两个微环间设置了一个耦合角度,从而控制光信号在微环谐振器中的增益,通过调节环间耦合器的耦合系数,设计出一种输出光谱顶部平坦的微环滤波器。采用GaInAsP/InP材料设计微环,能够很好地利用该材料在1.55μm处低色散的特点。数值模拟表明:耦合系数的偏差率越大,通带的平坦性越差;环间耦合系数增大,通带的带宽加宽;微环与直波导间耦合系数的增大,通带由三个尖锐的谐振峰逐渐过渡为单一的谐振峰。 展开更多

关键词 集成光学 微环谐振器 GAINASP/INP 光学滤波器

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四微环辅助MZI滤波器的仿真分析

14

作者 董姗姗 齐雪 《北京石油化工学院学报》 2022年第4期35-41,共7页

为改善常规MZI滤波器余弦状的输出光谱和提高单微环辅助MZI滤波器的性能稳定性,设计出一种四微环辅助MZI滤波器。采用光波导理论、微环谐振理论和信号流程图理论推导出滤波器在输出端的传递函数,在Matlab环境下对滤波器的输出光谱进行... 为改善常规MZI滤波器余弦状的输出光谱和提高单微环辅助MZI滤波器的性能稳定性,设计出一种四微环辅助MZI滤波器。采用光波导理论、微环谐振理论和信号流程图理论推导出滤波器在输出端的传递函数,在Matlab环境下对滤波器的输出光谱进行仿真分析。结果表明:在滤波器的输出端能够获得顶部平坦的方形波型,当微环半径为50μm时,滤波器的自由光谱范围为32 nm,消光比达到20 dB,品质因子为60.31,精细度为1.25。与常规MZI滤波器相比,四微环辅助MZI滤波器的滤波性能显著提升。与同类型滤波器相比,滤波器输出光谱的稳定性有了很大提高。 展开更多

关键词 集成光学 光学滤波器 微环谐振器 马赫-曾德尔干涉仪

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小型化硅基微腔光子测温系统 被引量：3

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作者 梅明城 韩琪娜 +8 位作者 施杨 周琨荔 曾九孙 王瑾 张诚 高建新 瞿志二 潘奕捷 屈继峰 《计量学报》 CSCD 北大核心 2023年第7期1052-1058,共7页

回音壁模式硅基微腔光子温度传感可应用于强电磁场、高辐照、强振动等极端环境下的温度测量。在前期设计、制备、验证具有毫开尔文(mK)量级分辨率的硅基微环光子温度传感器的基础上,研制了一套小型化微腔光子测温硬件系统,包括信号发生... 回音壁模式硅基微腔光子温度传感可应用于强电磁场、高辐照、强振动等极端环境下的温度测量。在前期设计、制备、验证具有毫开尔文(mK)量级分辨率的硅基微环光子温度传感器的基础上,研制了一套小型化微腔光子测温硬件系统,包括信号发生与高速数模转换、电压-电流转换、激光二极管温度控制和微弱信号采集与放大等模块,设计并实现了基于单片机的同步测量方案和光谱测温算法。在高稳定恒温浴槽内验证了系统性能,实际测温结果的扩展不确定度为115 mK(k=2),测温范围30 K。 展开更多

关键词 计量学 微腔光子测温 温度传感 光子温度计 微环谐振腔 高分辨率 小型化

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一种新型DGS宽带带通滤波器 被引量：1

16

作者 宛新文 何宏庆 +2 位作者 李民权 彭猛 常海星 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第1期59-62,共4页

文章提出了一种新型对称开口谐振环缺陷地结构(defected ground structure,DGS)带通滤波器,该滤波器具有低插损、宽带、小型化、易加工等特点。该文对开口谐振环DGS单元进行了分析,并在此基础上设计并制作了含3个对称开口谐振环DGS宽带... 文章提出了一种新型对称开口谐振环缺陷地结构(defected ground structure,DGS)带通滤波器,该滤波器具有低插损、宽带、小型化、易加工等特点。该文对开口谐振环DGS单元进行了分析,并在此基础上设计并制作了含3个对称开口谐振环DGS宽带带通滤波器。仿真和测试结果表明:该带通滤波器的插入损耗为0.9dB,回波损耗为-12.5dB,相对带宽为7%。 展开更多

关键词 微带带通滤波器 缺陷地结构(DGS) 小型化 宽带 开口谐振环

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基于微环辅助的M-Z温度传感器 被引量：2

17

作者 孙枫 万静 +2 位作者 呙明贤 王兆松 苗江云 《光通信研究》 北大核心 2020年第1期38-42,共5页

针对普通马赫-曾德尔(M-Z)滤波器为了获得良好的滤波性能需要mm量级的臂长差的问题,文章提出了一种基于微环辅助M-Z滤波原理的温度传感器,其具有μm量级的尺寸。在M-Z滤波器的一个臂上耦合一个液体微环腔,利用微流控技术将一些温敏液体... 针对普通马赫-曾德尔(M-Z)滤波器为了获得良好的滤波性能需要mm量级的臂长差的问题,文章提出了一种基于微环辅助M-Z滤波原理的温度传感器,其具有μm量级的尺寸。在M-Z滤波器的一个臂上耦合一个液体微环腔,利用微流控技术将一些温敏液体注入腔内,通过分析传感器的输出光谱,可以检测到温度的变化。实验结果表明,该传感器具有良好的滤波性能及温度分辨能力,消光比>10 dB,3 dB带宽<1 nm,温度检测分辨率可达到0.1℃。此外,通过改变微环中液体的种类,可以调节传感器的温度检测范围。 展开更多

关键词 微流控技术 温度传感器 马赫-曾德尔滤波器 微环谐振腔

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