Розсіювання оптичних імпульсів фільтрами-розгалужувачами на діелектричних мікрорезонаторах

Автор(и)

  • О. О. Трубін Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" http://orcid.org/0000-0001-9341-4082

DOI:

https://doi.org/10.20535/RADAP.2020.83.29-35

Ключові слова:

діелектричний мікрорезонатор, розсіювання, імпульс, фільтр-розгалужувач, двоканальний фільтр на оптичних мікрорезонаторах, зв'язаних по боковій стінці

Анотація

Розглядається система кільцевих мікрорезонаторів з коливаннями шепочучей галереї надвисокої добротності, які широко використовуються для побудови різноманітних інтегральних фільтрів оптичного діапазону довжин хвиль. За допомогою теорії збурень розроблена електродинамічна модель, яка описує складну систему зв'язаних між собою мікрорезонаторів з двократно виродженими типами власних коливань, а також розташованих між двома різними лініями передачи. Отримані загальні аналітичні вирази для опису не взаємних характеристик розсіювання власних хвиль лінії на системі оптичних мікрорезонаторів, які утворюють фільтр-розгалужувач. Розраховані частотні залежності матриці розсіювання оптичних фільтрів-розгалужувачів з декількома каналами зв'язку. На основі побудованої аналітичної моделі, розраховані часові функції Гріна для фільтрів з послідовним зв'язком між мікрорезонаторами, фільтрів з мікрорезонаторами зв'язаними по боковій стінці, та двом лініям передачи, а також фільтрів, побудованих на подвійній решітці мікрорезонаторів, зв'язаних з двома лініями передачи. За допомогою використання знайдених часових функцій Гріна, розраховані огинаючі оптичних імпульсів, розсіюваних фільтрами-розгалужувачами в різні канали зв'язку. Розглянуті огинаючі прямокутного та Гауссовского одиночних імпульсів, розсіюваних на 10-резонаторних фільтрах різних конструкцій. Досліджено взаємний вплив декількох прямокутних, а також Гауссовских імпульсів при їх розсіюванні на багатоланкових оптичних фільтрах-розгалужувачах. На основі порівняння отриманих даних для трьох найбільш поширених видів конструкцій, зроблено висновок про перевагу застосування фільтрів з послідовно зв'язаними мікрорезонаторами. Отримані практичні результати моделювання дозволяють суттєво скоротити час розрахунків та оптимізувати складні багаторезонаторні структури оптичних систем зв'язку, одночасно виконуючих функції розподілу, або об'єднання каналів.

Біографія автора

О. О. Трубін, Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

д.т.н., професор кафедри телекомунікаційних систем

Посилання

Little B. E., Chu S. T., Haus H. A., Foresi J., Laine J.-P. (1997) Microring resonator channel dropping filters. Journal of Lightwave Technology, Vol. 15, no. 6, pp. 998-1005. DOI: 10.1109/50.588673.

Little B. E., Chu S. T., Pan W., Ripin D., Kaneko T., Kokubun Y., Ippen E. (1999) Vertically coupled glass microring resonator channel dropping filters. IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 11, no. 2, pp. 215-217. DOI: 10.1109/68.740708.

Manolatou C., Khan M. J., Fan S., Villeneuve P. R., Haus H. A., Joannopoulos J. D. (1999) Coupling of Modes Analysis of Resonant Chanel Add-Drop Filters. IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 35, No. 9, pp. 1322–1331.

Haus H. A., Popovic M. A., Watts M. R., Manolatou C., Little B. E., Chu S. T. (2004) Optical Resonators and filters. Optical Microcavities. Edited By: Kerry Vahala (California Institute of Technology, USA), 516 p.

Geuzebroek D. H., Driessen A. (2006) Ring-Resonator-Based Wavelength Filters. In: Venghaus H. (eds) Wavelength Filters in Fibre Optics. Springer Series in Optical Sciences, vol 123. DOI:10.1007/3-540-31770-8_9.

Xiao S., Khan M. H., Shen H., Qi M. (2008) Silicon-on-Insulator Microring Add-Drop Filters With Free Spectral Ranges Over 30 nm. Journal of Lightwave Technology, Vol. 26, no. 2, pp. 228-236. DOI:10.1109/JLT.2007.911098.

Chremmos I., Schwelb O., Uzunoglu N. (2010) Photonic Microresonator Research and Applications. Springer International Publishing: Switzerland. Series in Optical Sciences, 518 p. DOI: 10.1007/978-1-4419-1744-7.

Xu Q., Soref R. (2011) Reconfigurable optical directed-logic circuits using microresonator-based optical switches. Optics Express, Vol. 19, No. 6, pp. 5244–5259. DOI:10.1364/OE.19.005244.

Chen G., Chen L., Ding W., Sun F., Feng R. (2014) Polarization Rotators in Add-Drop Filter Systems With Double-Ring Resonators. IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 26, No. 10, pp. 976–979. DOI: 10.1109/LPT.2014.2310251.

Trubin A. A. (2013) Scattering of infrared optical pulses on the band-stop filters on ring dielectric micro-resonators. Electronics and Communications, №1(72), pp. 26–31.

Abujah N. A., Letizia R., Alwafie F., Obayya S. (2015) Time Domain Modelling of Optical Add-drop filter based on Microcavity Ring Resonators. IOSR Journal of Electronics and Communication Engineering (IOSR-JECE), Vol. 10, Is. 6, Ver. 2, pp. 77–87. DOI: 10.9790/2834-10627787.

Trubin A. (2016) Lattices of Dielectric Resonators. Springer International Publishing: Switzerland. Series in Advanced Microelectronics 53, 171 p. DOI: 10.1007/978-3-319-25148-6.

Yao Z., Wu K., Tan B. X., Wang J., Li Y., Zhang Y., Poon A. W. (2018) Integrated Silicon Photonic Microresonators: Emerging Technologies. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 24, no. 6, pp. 1-24. DOI:10.1109/JSTQE.2018.2846047.

Bahadoran M., Amiri I. S. (2019) Double critical coupled ring resonator-based add–drop filters. Journal of Theoretical and Applied Physics, Vol. 13, pp. 213–220. DOI:10.1007/s40094-019-00343-7.

Trubin A. A. (2019) Electrodynamic modeling of Add-drop filters on optical microresonators. Information and Telecommunication Sciences, №. 1, pp. 30–36. DOI:10.20535/2411-2976.12019.30-36.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-12-30

Як цитувати

Trubin, A. A. (2020) «Розсіювання оптичних імпульсів фільтрами-розгалужувачами на діелектричних мікрорезонаторах», Вісник НТУУ "КПІ". Серія Радіотехніка, Радіоапаратобудування, (83), с. 29-35. doi: 10.20535/RADAP.2020.83.29-35.

Номер

Розділ

Електродинаміка, пристрої НВЧ діапазону та антенна техніка

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають

1 2 3 > >>