【摘 要】
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可调光滤波器是光通信和光信号处理领域的关键元器件。对于自适应信号处理和灵活路由应用的需要,具有可定制性能的可重构光学滤波器受到越来越多的关注。本论文研究了基于16
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可调光滤波器是光通信和光信号处理领域的关键元器件。对于自适应信号处理和灵活路由应用的需要,具有可定制性能的可重构光学滤波器受到越来越多的关注。本论文研究了基于16×16 Benes光开关芯片的可调谐光学滤波器。该滤波器的基本单元是双微环辅助马赫-曾德尔干涉仪(DR-MZI),利用集成在两个微环谐振器(MRR)中的微型加热器来调控谐振,从而实现了滤波器中心波长和带宽的连续调节。本论文首先利用传输矩阵模型仿真分析单个单元、16×16和32×32开关矩阵实现滤波器的滤波性能。然后通过实验证明了可以将原本光开关功能的芯片重构为7种可调光学带通滤波器,其阶数可以从2阶变化到14阶。而且通过调节DR-MZI单元的双微环失谐程度,可以实现各阶滤波器的带宽在0.19 nm(23.75 GHz)至1.06 nm(132.5 GHz)之间任意调谐,并且调谐过程中保证其滤波器的带内波动小于1 dB。其中12阶和10阶滤波器的滚降系数和形状因子分别可以达到231.9 dB/nm和0.63,8阶和10阶滤波器的带外抑制比可以大于30 dB。滤波器的中心波长调谐范围通过实验验证可以超过半个自由光谱范围,并且在调谐过程中滤波器的通带形状基本保持不变。然后继续对于光开关芯片的并行传输特性和重构为波长选择开关功能进行了理论分析和仿真,为后续实验研究奠定基础。
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