基于微環(huán)諧振器的全光緩存技術(shù)的理論研究.pdf

1、全光分組交換網(wǎng)絡(luò)能有效解決光通信網(wǎng)絡(luò)中存在巨大的傳輸和交換帶寬不匹配的問題，是未來光交換的發(fā)展方向。作為光分組交往網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處的關(guān)鍵處理器件，光緩存器是近年的研究熱點(diǎn)。而基于微環(huán)諧振器(簡(jiǎn)稱微環(huán))的緩存器因?yàn)槠渑cCMOS工藝兼容、延時(shí)可調(diào)、結(jié)構(gòu)緊湊、成本小等優(yōu)點(diǎn)更是備受人們的關(guān)注。本文對(duì)基于微環(huán)的全光緩存技術(shù)進(jìn)行了理論分析和數(shù)值模擬，主要工作包括以下幾個(gè)方面：(1)分析了微環(huán)的模擬和設(shè)計(jì)方法，包括有限時(shí)域差分法(FDTD)和傳輸矩陣法的基

2、本原理和計(jì)算過程?；谏鲜龇椒?，模擬并分析了上下載型微環(huán)和全通型微環(huán)輸出光場(chǎng)的強(qiáng)度特性和相位特性，并給出了微環(huán)特征參數(shù)的定義和表達(dá)式。(2)基于傳輸矩陣法，推導(dǎo)了全通型微環(huán)輸出光場(chǎng)的光強(qiáng)和延時(shí)的表達(dá)式，分析得到僅在微環(huán)的過耦合狀態(tài)下才能獲得慢光，計(jì)算指出延時(shí)帶寬積的理論上限為2/π；討論了微環(huán)對(duì)輸入光信號(hào)作延時(shí)時(shí)，相鄰比特之間串?dāng)_與信號(hào)延時(shí)量之間的關(guān)系。(3)提出了一種新穎的循環(huán)式雙微環(huán)級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)，并利用傳輸矩陣法建立了該結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型。

3、分析得到：當(dāng)雙微環(huán)相同時(shí)，器件的幾種典型譜線分別表現(xiàn)出類似電磁誘導(dǎo)透明的線型和雙高Q值的透射峰；當(dāng)雙微環(huán)失諧時(shí)，器件則能大大增強(qiáng)失諧雙微環(huán)中的慢光效應(yīng)，且器件不需精細(xì)失諧而更適于實(shí)際制作。本文還詳細(xì)分析了損耗及耦合系數(shù)對(duì)器件延時(shí)特性的影響。(4)提出了一種帶反射鏡的微環(huán)結(jié)構(gòu)，利用傳輸矩陣法建立了該結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型。合理設(shè)計(jì)波導(dǎo)長(zhǎng)度，該結(jié)構(gòu)能表現(xiàn)出光學(xué)諧振誘導(dǎo)透明的譜線。首先在簡(jiǎn)單反射鏡模型下，推導(dǎo)了譜線分裂與微環(huán)及反射鏡參數(shù)的關(guān)系；然后基