【摘 要】
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微环谐振器具有结构紧凑和相位易匹配等优点,被广泛应用于波分复用/解复用器的设计与制备中。然而,目前所研究的微环谐振器大多是偏振相关的,难以满足实际应用中的需求。因此,开展基于偏振无关微环谐振器的研究具有重要的应用价值。本文基于模式耦合原理和微环谐振器谐振方程设计了两种不同的偏振无关微环谐振器,并将其应用于波分复用/解复用器中,具体研究内容如下:（1）提出一种基于亚波长光栅和三明治结构的偏振无关微环
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微环谐振器具有结构紧凑和相位易匹配等优点,被广泛应用于波分复用/解复用器的设计与制备中。然而,目前所研究的微环谐振器大多是偏振相关的,难以满足实际应用中的需求。因此,开展基于偏振无关微环谐振器的研究具有重要的应用价值。本文基于模式耦合原理和微环谐振器谐振方程设计了两种不同的偏振无关微环谐振器,并将其应用于波分复用/解复用器中,具体研究内容如下:（1）提出一种基于亚波长光栅和三明治结构的偏振无关微环谐振器。通过合理设计亚波长光栅并优化其参数,实现耦合区偏振无关;通过调整三明治结构的夹层折射率,实现谐振波长偏振无关。该微环谐振器的尺寸仅为10μm,不同偏振态时的插入损耗均小于0.8dB,3-dB带宽均小于0.8nm。（2）提出一种基于亚波长光栅和双环嵌套结构的偏振无关微环谐振器。通过合理设计亚波长光栅并优化其参数,实现耦合区偏振无关;通过在微环波导中嵌入一个跑道型微环波导,实现谐振波长偏振无关。该微环谐振器的尺寸仅为10μm,不同偏振态的插入损耗均小于1dB,3-dB带宽小于0.8nm。（3）将所提出的偏振无关微环谐振器应用于波分复用/解复用器的设计中,分别提出了两种实现偏振无关波分复用/解复用器的设计方案。此外,通过将两个微环谐振器串联的方式,对波分复用/解复用器单个分波单元的性能进行了优化。综上,本文基于不同的结构,设计了两种微环谐振器,不仅实现了偏振无关功能,还具有尺寸较小,易于集成等优点。此外,将两者其应用于波分复用/解复用器中,提出了两种偏振无关四信道波分复用/解复用器的设计方案,在未来的光网络中具有潜在应用价值。
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