До нової реалізації смугових фільтрів на основі загороджуючих структур на діелектричних WGM мікрорезонаторах
DOI:
https://doi.org/10.20535/RADAP.2023.93.11-16Ключові слова:
діелектричний мікрорезонатор, коливання шепочучої галереї, смуго-загороджуючий фільтр, FSR - free spectral range, смуговий фільтрАнотація
Запропоновано новий спосіб побудови смугово-загороджуючих фільтрів на основі системи оптичних мікрорезонаторів з коливаннями шепочучої галереї надвисокої добротності, які широко використовуються в різноманітних інтегральних фільтрах оптичного діапазону довжин хвиль. Для зменшення взаємного зв’язку, система мікрорезонаторів розташована з різних сторін регулярної лінії передачи. За допомогою теорії збурень, розроблена електродинамічна модель фільтрів, яка описує складну систему зв'язаниих між собою мікрорезонаторів з двократно виродженими типами власних коливань. Отримані загальні аналітичні вирази використовуються для опису характеристик розсіювання власних хвиль лінії на системі оптичних мікрорезонаторів, які утворюють смугово-загороджуючий або альтернативний смугово-пропускаючий фільтри. Розраховані та проаналізовані частотні залежності матриці розсіювання фільтрів. На основі побудованої аналітичної моделі та, використовуючи періодичність власних коливань мікрорезонаторів зі зміною величини FSR, доведена можливість побудови нового класу смугово-пропускаючих фільтрів. Нові фільтри відрізняються від відомих тим, що використовують одночасно два типи власних коливань мікрорезонаторів, суміжних за частотами. Розраховано амплітудно-частотні характеристики фільтрів з різними величинами смуг робочих частот. На основі порівняння отриманих даних, зроблено висновок про зменшену залежність втрат запропонованих фільтрів від ширини смуги пропускання. Відмічається, що амплітудно-частотні характеристики нового класу фільтрів близькі до лінійних. Отримані практичні результати моделювання дозволяють суттєво скорочувати час розрахунків та оптимізувати складні багаторезонаторні структури для оптичних систем зв'язку.
Посилання
References
Schwelb O. Stopband characteristics of optical Vernier filters built with microring resonators. www.academia.edu.
Little B. E., Chu S. T., Haus H. A., Foresi J., Laine J.-P. (1997). Microring Resonator Chanel Dropping Filters. Journal of Lightwave Techn., 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 Techn. 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 Channel Add-Drop Filters. IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 35, No. 9, pp. 1322-1331. DOI: 10.1109/3.784592.
Haus H. A., Popovic M. A., Watts M. R., Manolatou C., Little B. E., Chu S. T. (2004). Optical Resonators and filters. Edited by: Kerry Vahala. Optical Microcavities, 516 p. doi: 10.1142/9789812565730_0001.
Poon J. K. S., Scheuer J., Yariv A. (2004). Wavelength-Selective Reflector Based on a Circular Array of Coupled Microring Resonators. IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 16, No. 5, pp. 1331–1333. DOI: 10.1109/LPT.2004.826152.
Roeloffzen C. G. H., Zhuang L., Heideman R. G., Borreman A., Van Etten W. (2005). Ring resonator-based Tunable Optical Delay Line in LPCVD Waveguide Technology. Proceedings Symposium IEEE/LEOS Benelux Chapter, pp. 79–82.
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. Springer. 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. Jornal of Lightwave Techn., Vol. 26, No. 2, pp. 228-236.
Chremmos I., Schwelb O., Uzunoglu N. (2010). Photonic Microresonator Research and Applications. Springer Series in Optical Sciences. Springer, 517 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 Techn. Letters, Vol. 26, No. 10, pp. 976-979, doi: 10.1109/LPT.2014.2310251.
Abujah N. A., Letizia R., Alwafie F., Obayya S. (2015). Time Domain Modeling of Optical Add-drop filter based on Microcavity Ring Resonators. IOSR Journal of Electronics and Communication Engineering (IOSR-JECE), Vol. 10, Iss. 6, Ver. II, pp. 77-87. DOI: 10.9790/2834-10627787.
Yao Z., Wu K., Tan B. X., Wang J., Li Y., et. al. (2018). Integrated Silicon Photonic Microresonators: Emerging Technologies. IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 24, No. 6, pp. 5900324-5900324. 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. (1997). Scattering of electromagnetic waves on the Systems of Coupling Dielectric Resonators. Radio electronics, Vol. 2, pp. 35–42.
Trubin A. A. (2019). Electrodynamic modeling of Add-drop filters on optical microresonators. Information and Telecommunication Sciences, No. 1, pp. 30–36. DOI: 10.20535/2411-2976.12019.30-36.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2023 Olena Grigorenko
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.
