【摘要】：可調諧帶通濾波器是粗波分復用(Coarse-Waveguide-Division-Multiplexing,CWDM)光纖通信系統(tǒng)中復用\解復用端的關鍵器件。利用其可調諧性可以實現(xiàn)通道選擇,并且降低了器件制作的工藝難度,使得濾波器的中心波長可以更容易對準系統(tǒng)通道內的中心波長。當前,在光波導器件中,主要有熱光和電光兩種調諧方式。但是熱光調諧的速度較慢,所以不適用于高速切換的應用場景,而電光調諧因其較快調諧速度,成為了高速調諧的主要方式。鈮酸鋰晶體由于其大電光系數(shù)、成熟的制造工藝和穩(wěn)定的工作狀態(tài),成為了制作電光調諧器件的重要材料之一。在結構方面,非對稱馬赫-增德爾干涉儀(Mach-Zehnder-Interferometer,MZI)結構因為其結構簡單、消光比高、串擾低等優(yōu)點,而得以廣泛應用。但由于非對稱MZI結構和鈮酸鋰光波導的特性,不可避免的會產生彎曲損耗,而且未經(jīng)優(yōu)化的彎曲波導在長波長處的損耗會更加嚴重。為了更好的解決以上問題,本文從實驗上研究了鈮酸鋰光波導在不同寬度下的彎曲波導損耗,并在器件設計當中,增加了波導的寬度,用以改善彎曲損耗和長波長處損耗的問題。其次是利用了錐形定向耦合器來代替?zhèn)鹘y(tǒng)定向耦合器,用以解決傳統(tǒng)定向耦合器由于色散原因使得無法在較大的波長范圍內保持相同的分光比,而導致工作帶寬下降的問題。論文首先介紹了波分復用(Wavelength-Division Multiplexing,WDM)系統(tǒng)對于光纖通信的重要性,以及CWDM系統(tǒng)的用途,說明了可調諧帶通濾波器在CWDM系統(tǒng)中解復用端的用途、研究現(xiàn)狀以及面臨的問題,以及給帶通濾波器加入電光調諧功能的必要性。然后對本文所使用的到的鈮酸鋰材料進行了介紹與說明,對單模波導設計進行了計算和討論,對器件的設計參數(shù)進行了優(yōu)化,并且分析了耦合器、色散、以及彎曲波導損耗對其輸出特性造成的影響。最后模擬了最優(yōu)設計方案以及對設計參數(shù)進行了總結,為接下來的實驗打下了基礎。最后,介紹了掩膜版的設計以及實驗流程。實驗上測試了彎曲損耗,印證了長波長處損耗增大的現(xiàn)象,以及增加波導寬度的優(yōu)化方案對其的改善。最后通過實驗得到成型的3組器件,并對其進行了測試,消光比在整個C+L波段上保持得非常好,沒有因為長波長處的損耗而下降,器件1號和器件2號在未加電極時,消光比分別可以達到了20 dB和35 dB以上。器件3號在成功制作電極后,消光比為~16dB,調諧的范圍在100 nm以上,調諧效率為4.5 nm/V,插入損耗為~8 dB,整個器件的長度為~30 mm。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN713
【圖文】：

將Interleaver用于CWDM系統(tǒng)的解復用端的原理圖

非對稱MZI型梳狀濾波器的示意圖

梳狀濾波器的理論傳輸譜

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