Оптимізація параметрів розсіювання оптичних фільтрів на діелектричних резонаторах з коливаннями шепочучої галереї для побудови інтерліверів
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2025.99.49-55Ключові слова:
розсіювання, діелектричний резонатор, матриця розсіювання, режекторний фільтр, фільтр додавання/виведення з бічним зв'язком, фільтр додавання/виведення з паралельним зв'язком, двоканальний фільтр додавання/виведення з бічним зв'язком, інтерліверАнотація
Розглядаються частотні залежності матриць розсіювання відомих видів оптичних фільтрів, побудованих на зв’язаних діелектричних резонаторах (ДР) з коливаннями шепочучей галереї, розташованих в одній або кількох лініях передачі з урахуванням декількох смуг частот. Побудовані нові електромагнітні моделі режекторних та фільтрів додавання/виведення різних типів, які складаються із одного та двох оптичних резонаторів з виродженими типами власних коливань. Знайдені рішення використовуються для розрахунків та аналізу частотних залежностей матриць розсіювання фільтрів одночасно в декількох смугах збудження резонаторів структури. Наведено приклади розрахунку частотних залежностей матриць розсіювання для найбільш поширених видів фільтрів, які можуть знайти практичні застосунки при побудові інтерліверів. Розраховано частотні характеристики розсіювання декількох фільтрів, які складаються із одного та двох діелектричних резонаторів. Досліджуються частотні залежності матриць розсіювання двох найбільш поширених типів фільтрів, виконаних на основі зв’язаних між собою ДР, розташованих паралельно між двома оптичними лініями передачі: фільтри додавання/виведення з бічним зв'язком; фільтри додавання/виведення з паралельним зв'язком; двоканальні фільтри додавання/виведення з бічним зв'язком. Можливості запропонованого методу демонструються на прикладах розрахунку матриць розсіювання фільтрів додавання/виведення з урахуванням декількох частотних смуг, які можуть бути використані для побудови інтерліверів. Аналізується вплив сусідніх за частотами коливань резонаторів на характеристики фільтрів. Побудовані електродинамічні моделі фільтрів є основою для розрахунку та оптимізації характеристик широкого класу елементів новітніх систем оптичного зв’язку надвисокої швидкості.
Посилання
Reference
1. Alboon S. A., Barakat J. M. H., Karar A. S. (2024). Angle-tuned optical interleaver based on Fabry–Perot cavities with reconfigurable angle range. Results in Optics, Vol. 16, 100722, doi:10.1016/j.rio.2024.100722.
2. Arrieta D. R. et al. (2023). Proof-of-Concept Real-Time Implementation of Interleavers for Optical Satellite Links. Journal of Lightwave Technology, Vol. 41, No. 12, pp. 3932-3942, doi:10.1109/JLT.2023.3270769, hal-04603928.
3. Li Q., Zhu H., Zhang H., Hu H. (2023). Electro-optical tunable interleaver in hybrid silicon and lithium niobate thin films. Optics Express, Vol. 31, No. 15, pp. 24203–24212, doi:10.1364/OE.494532.
4. Yamazaki T., Arizono T., Kobayashi T., Ikuta R., Yamamoto T. (2023). Linear Optical Quantum Computation with Frequency-Comb Qubits and Passive Devices. Physical Review Letters, Vol. 130, 200602, pp. 200602-1 - 200602-6, doi:10.1103/PhysRevLett.130.200602.
5. Zhou N., Zheng S., Long Y., Ruan Z., Shen L., Wangi J. (2018). Reconfigurable and tunable compact comb filter and (de)interleaver on silicon platform. Optics Express, Vol. 26, No. 4, pp. 4358–4369, doi:10.1364/OE.26.004358.
6. Gevorgyan H., Qubaisi K. A., Dahlem M. S., Khilo A. (2016). Silicon photonic time-wavelength pulse interleaver for photonic analog-to-digital converters. Optics Express, Vol. 24, No. 12, pp. 13489–13499. doi:10.1364/OE.24.013489.
7. Jiang X., Wu J., Yang Y., Pan T., Mao J. et al. (2016). Compact Silicon Photonic Interleaver Using Loop-Mirror-Based Michelson-Gires-Tournois Interferometer. 2016 Optical Fiber Communications Conference and Exhibition (OFC), OSA, paper Tu2F.5, doi:10.1364/OFC.2016.Tu2F.5P.
8. Chen C., Niu X., Han C., Shi Z., Wang X. et al. (2014). Reconfigurable optical interleaver modules with tunable wavelength transfer matrix function using polymer photonics lightwave circuits. Optics Express, Vol. 22, No. 17, pp. 19895–19911, doi:10.1364/OE.22.019895.
9. Luo L.-W., Ibrahim S., Nitkowski A., Ding Z., Poitras C. B. et al. (2010). High bandwidth on-chip silicon photonic interleaver. Optics Express, Vol. 18, No. 22, pp. 23079–23087, doi:10.1364/OE.18.023079.
10. Dingel B. B. (2003). Recent Development of Novel Optical Interleaver: Performance and Potential. Proceedings of SPIE, Vol. 5246, pp. 570–581, doi:10.1117/12.513726.
11. Zhuang L., Beeker W., Leinse A., Heideman R., van Dijk P., Roeloffzen C. (2013). Novel wideband microwave polarization network using a fully-reconfigurable photonic waveguide interleaver with a two-ring resonator-assisted asymmetric Mach-Zehnder structure. Optics Express, Vol. 21, No. 3, pp. 3114–3124, doi:10.1364/OE.21.003114.
12. Alboon S. A., Abu-Abed A. S., Lindquist R. G., Al-Zoubi H. R. (2010). Novel Liquid Crystal Tunable Flat-Top Optical Interleaver. Progress In Electromagnetics Research B, Vol. 19, pp. 263–283. DOI:10.2528/PIERB09121504.
13. Song J., Zhao H., Fang Q., Tao S. H., Liow T. Y. et al. (2008). Effective thermo-optical enhanced cross-ring resonator MZI interleavers on SOI. Optics Express, Vol. 16, No. 26, pp. 21476–21482, doi:10.1364/OE.16.021476.
14. Song J. F., Fang Q., Tao S. H., Yu M. B., Lo G. Q. and Kwong D. L. (2008). Proposed silicon wire interleaver structure. Optics Express, Vol. 16, No. 11, pp. 7849–7859, doi:10.1364/OE.16.007849.
15. Song J. F., Tao S. H., Fang Q., Liow T. Y., Yu M. B. et al. (2008). Thermo-Optical Enhanced Silicon Wire Interleavers. IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 20, No. 24, pp. 2165–2167, DOI:10.1109/LPT.2008.2007572.
16. de Ridder, R. M., Roeloffzen, C. G. H. (2006). Interleavers. In: Venghaus, H. (eds) Wavelength Filters in Fibre Optics. Springer Series in Optical Sciences, Vol 123, pp. 381-432, Springer, doi:10.1007/3-540-31770-8_10.
17. Driessen A., Geuzebroek D. H., Hoekstra H. J. W. M., Kelderman H., Klein E. J. et al. (2004). Microresonators As Building Blocks For VLSI Photonics. AIP Conf. Proc., Vol. 709, Iss. 1, pp. 1–18, doi:10.1063/1.1764011.
18. Kaalund C. J., Jin Z., Li W., Peng G.-D. (2003). Novel Optical Wavelength Interleaver based on Symmetrically Parallel-Coupled and Apodized Ring Resonator Arrays. Proceedings of SPIE, Vol. 5206, Photorefractive Fiber and Crystal Devices: Materials, Optical Properties, and Applications IX, edited by Francis T. S. Yu, Ruyan Guo, Shizhuo Yin (SPIE, Bellingham, WA), pp. 157–165, doi:10.1117/12.504535.
19. Qin W., Liu J., Zhang H.-L., Yang W.-W., Chen J.-X. (2022). Bandpass Filter and Diplexer Based on Dual-Mode Dielectric Filled Waveguide Resonators. IEEE Access, Vol. 10, pp. 29333–29340, DOI:10.1109/ACCESS.2022.3158984.
20. Dai D., Bowers J. E. (2014). Silicon-based on-chip multiplexing technologies and devices for Peta-bit optical interconnects. Nanophotonics, Vol. 3, Iss. 4-5, pp. 283–311, De Gruyter, doi:10.1515/nanoph-2013-0021.
21. Wldaa A., Hoft M. (2022). Miniaturized Dual-Band Dual-Mode TM-Mode Dielectric Filter in Planar Configuration. IEEE Jornal of Microwaves, Vol. 2, No. 2, pp. 326–336, DOI:10.1109/JMW.2022.3145906.
22. Saha N., Brunetti G., di Toma A., Armenise M. N., Ciminelli C. (2024). Silicon Photonic Filters: A Pathway from Basics to Applications. Adv. Photonics Res., Vol. 5, Iss. 10, 2300343, pp. 1–44, doi:10.1002/adpr.202300343.
23. Trubin A. A. (2019). Electrodynamic modeling of Add-drop filters on optical microresonators. Information and Telecommunication Sciences, Iss. 1, pp. 30-36, doi:10.20535/2411-2976.12019.30-36.
24. Trubin A. A. (2024). Introduction to the Theory of Dielectric Resonators. Part of the book series: Springer Series in Advanced Microelectronics. Springer Cham, MICROELECTR., Volume 65, 363 p., doi:10.1007/978-3-031-65396-4.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2025 A. A. Trubin
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у нашому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована нашим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у нашому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення рукопису роботи авторами в мережі Інтернет (наприклад, на arXiv.org або на особистих веб-сайтах). Причому рукописи статей можуть бути розміщенні у відкритих архівах як до подання рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання. Це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії, позитивно позначається на оперативності ознайомлення наукової спільноти з результатами Ваших досліджень і як наслідок на динаміці цитування вже опублікованої у журналі роботи. Детальніше про це: The Effect of Open Access.
