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N阶微环菱形矩阵谐振滤波器传输性能研究
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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阶矩阵 传输特性 旁瓣
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基于绝缘硅的微环谐振可调谐滤波器 被引量:17
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作者 李帅 吴远大 +4 位作者 尹小杰 安俊明 李建光 王红杰 胡雄伟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1143-1148,共6页
采用电子束光刻和感应耦合等离子刻蚀等工艺,研制了一种基于绝缘硅材料的的微环谐振可调谐滤波器.滤波器微环半径为5μm左右,波导截面尺寸为(350~500nm)×220nm不等.测试结果表明,波导宽度为450nm时器件性能最为理想,其自由频谱宽... 采用电子束光刻和感应耦合等离子刻蚀等工艺,研制了一种基于绝缘硅材料的的微环谐振可调谐滤波器.滤波器微环半径为5μm左右,波导截面尺寸为(350~500nm)×220nm不等.测试结果表明,波导宽度为450nm时器件性能最为理想,其自由频谱宽度为16.8nm,1.55μm波长附近的消光比为22.1dB.通过对微环滤波器进行热光调制,在21.4℃~60℃温度范围内实现了4.8nm波长范围的可调谐滤波特性,热光调谐效率达到0.12nm/℃.研究了基于单环和双环的多通道上下载滤波器,实验结果表明多通道滤波器的信号传输存在串扰,主要是不同信道之间的串扰,尤其在信号上载时,会在相邻信道产生较大串扰. 展开更多
关键词 绝缘硅 谐振 热光效应 滤波器 串扰
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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 波光子学 谐振 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 谐振 滤波器 超窄带
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聚合物微环谐振滤波器特性的研究 被引量:1
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作者 王磊 裴丽 《光纤与电缆及其应用技术》 2007年第2期1-4,共4页
利用耦合模理论,计算了聚合物微环谐振滤波器的通路和下话路的传输函数,分析了耦合系数和损耗对传输函数的影响,并推导出了谐振滤波器的谐振波长、自由光谱范围、腔的品质因子、半峰全宽和精细度等特性参数,分析了不同的滤波器结构参数... 利用耦合模理论,计算了聚合物微环谐振滤波器的通路和下话路的传输函数,分析了耦合系数和损耗对传输函数的影响,并推导出了谐振滤波器的谐振波长、自由光谱范围、腔的品质因子、半峰全宽和精细度等特性参数,分析了不同的滤波器结构参数(如环形半径和有效折射率)对滤波特性的影响。 展开更多
关键词 聚合物 谐振滤波器 自由光谱范围 精细度 耦合系数
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单环和双环微环谐振腔应用于马赫-曾德尔干涉仪滤波器的特性分析 被引量:18
6
作者 晏崇宇 高劭宏 +4 位作者 宋东雨 安利民 刘剑波 肖德航 张子欣 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期45-52,共8页
将微环谐振腔应用于普通马赫-曾德尔干涉仪滤波器中,构成一种新型滤波器,用信号流程图法推导了其输出端传递函数,并对其输出结果进行了模拟.结果表明:该滤波器能输出透过率近似平顶和平底的矩形方波,自由光谱范围达111GHz,消光比达10.2... 将微环谐振腔应用于普通马赫-曾德尔干涉仪滤波器中,构成一种新型滤波器,用信号流程图法推导了其输出端传递函数,并对其输出结果进行了模拟.结果表明:该滤波器能输出透过率近似平顶和平底的矩形方波,自由光谱范围达111GHz,消光比达10.2dB.和普通的马赫-曾德尔干涉仪滤波器相比,自由光谱范围、消光比、精细度都显著提高.改变微环谐振腔和马赫-曾德尔干涉仪滤波器的组合方式,得到更多的输出波形.讨论了各项参量对器件输出性能的影响. 展开更多
关键词 波导光学 滤波器 信号流程图 谐振 马赫-曾德尔干涉仪 光学器件 光通信
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基于SRR的二阶方环滤波器小型化设计 被引量:2
7
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 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
8
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 谐振 滤波器 SPICE模型 耦合系数 感应离子刻蚀
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“8”字型微环谐振器辅助马赫-曾德尔干涉仪滤波器 被引量:1
9
作者 董姗姗 宫原野 牛长流 《江汉大学学报(自然科学版)》 2022年第3期90-96,共7页
为改善常规马赫-曾德尔干涉仪滤波器的滤波性能,设计了一种“8”字型微环谐振器辅助马赫-曾德尔干涉仪滤波器。根据微环谐振理论、波导理论与梅森公式,推导出滤波器输出端的传递函数,并采用MATLAB软件仿真。通过调整滤波器的结构参数,... 为改善常规马赫-曾德尔干涉仪滤波器的滤波性能,设计了一种“8”字型微环谐振器辅助马赫-曾德尔干涉仪滤波器。根据微环谐振理论、波导理论与梅森公式,推导出滤波器输出端的传递函数,并采用MATLAB软件仿真。通过调整滤波器的结构参数,在滤波器的输出端获得顶部平坦、边沿陡峭的输出光谱。基于SOI材料的热膨胀原理,通过调节温度来改变SOI材料的有效折射率,进而使得滤波器的输出光谱发生漂移,从而使得滤波器具有可调谐性。 展开更多
关键词 谐振 马赫-曾德尔干涉仪 信号流程图 光学器件 可调谐滤波器
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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
10
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 跑道型谐振 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
11
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 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
12
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 谐振 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
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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 谐振滤波器 自由光谱范围 光学滤波器
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可重构自耦合微环辅助的MZI集成光子滤波器 被引量:7
14
作者 郑鹏飞 恽斌峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期1-9,共9页
为了适应滤波、延时、波分复用等不同的应用场景,集成硅基光子滤波器需要具备高速的可调谐和可重构特性。本文提出了一种基于自耦合微环集成光子滤波器,将3个MZI型光开关连接,构成可调谐的自耦合微环谐振腔。通过控制器件上的电极,可以... 为了适应滤波、延时、波分复用等不同的应用场景,集成硅基光子滤波器需要具备高速的可调谐和可重构特性。本文提出了一种基于自耦合微环集成光子滤波器,将3个MZI型光开关连接,构成可调谐的自耦合微环谐振腔。通过控制器件上的电极,可以将该器件重构成光开关、非平衡MZI滤波器、双微环辅助的MZI滤波器、双注入型微环谐振腔滤波器以及自耦合微环辅助的MZI滤波器等五种不同结构。通过传输矩阵法对该器件进行建模仿真。仿真结果表明,基于该器件的双微环辅助的MZI滤波器可实现在带阻滤波器与带通滤波器之间的切换,消光比大于35 dB。双注入型微环谐振腔滤波器可实现在两种不同自由光谱范围之间切换,且滤波频率可调谐范围可达18 GHz。相比于许多现有的功能单一的滤波器,该结构具有极佳的可重构特性,在集成光子信号处理和微波光子学等领域具有良好的应用价值。 展开更多
关键词 集成光子 谐振 可重构光学滤波器
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自由光谱范围加倍的母子微环滤波器 被引量:3
15
作者 宫原野 黄迎辉 +2 位作者 董姗姗 牛长流 金成宝 《宁夏师范学院学报》 2022年第1期44-50,共7页
针对大自由光谱范围的滤波需求,在全通型微环滤波器的基础上耦合三个微环谐振器,设计出一种自由光谱范围加倍的微环滤波器.根据光波导理论,信号流程图理论和梅森公式推导出滤波器输出端的传递函数,在Matlab环境下对滤波器输出光谱进行... 针对大自由光谱范围的滤波需求,在全通型微环滤波器的基础上耦合三个微环谐振器,设计出一种自由光谱范围加倍的微环滤波器.根据光波导理论,信号流程图理论和梅森公式推导出滤波器输出端的传递函数,在Matlab环境下对滤波器输出光谱进行仿真分析.仿真结果表明,当母子微环滤波器周长成整数倍时,随着比值的增大,自由光谱范围也逐渐增大,当母微环周长为92.4μm,母子微环周长比为L_(1)∶L_(2)=6∶1时,滤波器输出光谱达到95 nm. 展开更多
关键词 谐振 自由光谱范围 信号流程图理论 光学滤波器
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基于信号流程图理论的交叉信道微环滤波器研究 被引量:7
16
作者 宫原野 盛凯 《江汉大学学报(自然科学版)》 2017年第4期377-384,共8页
分析了一种将微环谐振器与交叉信道相结合的光学滤波器结构,采用信号流程图理论推导出其在下载端和输出端的传递函数,讨论了耦合系数对滤波器下载端输出光谱的影响。仿真结果表明:通过优化滤波器结构中的耦合系数,在下载端可实现顶部平... 分析了一种将微环谐振器与交叉信道相结合的光学滤波器结构,采用信号流程图理论推导出其在下载端和输出端的传递函数,讨论了耦合系数对滤波器下载端输出光谱的影响。仿真结果表明:通过优化滤波器结构中的耦合系数,在下载端可实现顶部平坦、边沿陡峭的输出光谱。数值计算得出,在谐振波长1 550 nm处,滤波器的品质因子达到10~3量级,精细度为4.75,消光比为68 dB,具有良好的滤波特性,可以将该结构应用于密集波分复用(DWDM)系统作为滤波器使用;也可以将该结构级联,设计波分复用器。利用SOI材料的热光性能,通过对微环加热,发现下载端光谱向右漂移,能够实现滤波器的可调谐性。 展开更多
关键词 集成光学 光学滤波器 谐振 信号流程图理论
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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
17
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 谐振 马赫-曾德尔干涉仪 信号流程图理论 光学滤波器
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一种基于SIFW的小型化宽带带通滤波器
18
作者 李晨光 杨静 +2 位作者 武汉伟 冯彩霞 张文梅 《测试技术学报》 2012年第5期397-400,共4页
为实现射频系统的小型化,本文设计出一种基于基片集成折叠波导(Substrate integrated foldedwaveguide,简称SIFW)的小型化宽带带通滤波器,并给出了仿真结果.为了改善带外抑制,滤波器通过交叉耦合,在通带低端引入两个传输零点.为改善通... 为实现射频系统的小型化,本文设计出一种基于基片集成折叠波导(Substrate integrated foldedwaveguide,简称SIFW)的小型化宽带带通滤波器,并给出了仿真结果.为了改善带外抑制,滤波器通过交叉耦合,在通带低端引入两个传输零点.为改善通带高端滤波特性,在顶层和底层金属微带上刻蚀互补型开口谐振环(Complementary Split Ring Resonators,简称CSRR).仿真结果表明,所实现的滤波器中心频率在7.1 GHz,相对带宽约为47%,通带内回波损耗优于-15 dB,插入损耗小于0.7 dB. 展开更多
关键词 互补型开口谐振 基片集成折叠波导 带通滤波器 小型化 交叉耦合
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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 谐振 马赫-曾德尔干涉仪
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基于半模基片集成波导的片上小型化太赫兹滤波器 被引量:3
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作者 陈卫平 《电子元件与材料》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期87-90,共4页
为了满足片上太赫兹(THz)通信系统的需要,并验证硅锗双极-互补金属氧化物(SiGe BiCMOS)工艺应用于太赫兹无源器件的性能,设计了一款小型化带通滤波器.该滤波器通过在半模基片集成波导(HMSIW)上加载互补开口谐振环(CSRR)来实现小型化和... 为了满足片上太赫兹(THz)通信系统的需要,并验证硅锗双极-互补金属氧化物(SiGe BiCMOS)工艺应用于太赫兹无源器件的性能,设计了一款小型化带通滤波器.该滤波器通过在半模基片集成波导(HMSIW)上加载互补开口谐振环(CSRR)来实现小型化和滤波特性.采用商业电磁仿真软件对滤波器结构进行优化,滤波器的最终尺寸为800μm×360μm.仿真结果表明:滤波器中心频率为140 GHz,带宽为5%,最小插入损耗为2.6 dB.低插入损耗和小型化使得该滤波器适用于片上太赫兹通信系统. 展开更多
关键词 太赫兹 小型化滤波器 基片集成波导 互补谐振
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