Розсіювання оптичних імпульсів фільтрами-розгалужувачами на діелектричних мікрорезонаторах
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2020.83.29-35Ключові слова:
діелектричний мікрорезонатор, розсіювання, імпульс, фільтр-розгалужувач, двоканальний фільтр на оптичних мікрорезонаторах, зв'язаних по боковій стінціАнотація
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.
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
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 O. O. Trubin
Ця робота ліцензується відповідно до 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.
