微環(huán)諧振腔全光開關及相關器件研究.pdf

1、隨著科技和經(jīng)濟的不斷發(fā)展，各種新型的通信業(yè)務不斷涌現(xiàn)，特別是全球互聯(lián)網(wǎng)快速的發(fā)展，造成通信容量的劇增。傳統(tǒng)光網(wǎng)絡中光-電-光轉(zhuǎn)換的電子瓶頸問題使得通信網(wǎng)的容量受限，采用基于全光方式器件和信號處理的全光網(wǎng)絡因有望解決這個問題，因而成為了光通信網(wǎng)絡發(fā)展的趨勢和未來的方向。全光網(wǎng)絡的構建需要全光通信器件的支持，例如光開關，邏輯門，全加半加全減半減器，色散補償，延時線等等。本文將針對以上幾種器件作出研究。主要內(nèi)容有：
　　首先對于微環(huán)諧振

2、腔的理論做了詳細的介紹，介紹了微環(huán)諧振腔的分類與基本結構，推導了微環(huán)中的光場傳輸方程以及相關的性能參數(shù)。同時，介紹了三階非線性Kerr效應的產(chǎn)生機理，以及其對微環(huán)諧振腔內(nèi)相移改變計算方法。
　　然后從理論計算與FDTD仿真的兩個角度，對于有孔微環(huán)諧振腔光開關進行了設計，從相移，功率，透射率以及對比度的角度對于器件作出分析，得到了集成度高，開關能耗小，速度快的光開關器件。同時對于光開關進行擴展，實現(xiàn)多功能全光邏輯門以及全加全減半加半

3、減器件，并且進行了仿真模擬計算。
　　設計分析了新型的基于微環(huán)諧振腔結構的色散補償器件以及延時線器件，使用耦合模式理論對波導的結構進行設計，所設計的器件的色散以及延時在一定范圍內(nèi)可調(diào)。無論是在帶寬，還是色散補償數(shù)值，延時數(shù)值，抖動等方面，均可以滿足密集波分復用系統(tǒng)的要求，因而具有很好的應用前景。
　　研究為光開關、邏輯門、全加全減半加半減器、色散補償器以及延時線提供了解決方案，為非線性效應在微環(huán)諧振腔中的研究提供了支持，也為