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| 基于硅波导滤波器的设计研究 摘要：本文基于线性系统的时间卷积原理和叠加原理，将时域有限差分法与信号处理法结合，提出了一种用来分析微环谐振腔结构滤波器与谱域特性的方法。并给出了微环谐振腔结构在FDTD Solutions软件里的仿真模拟，研究在不同结构的微环谐振腔滤波器下光的传输性，并采用时域有限差分方法（FDTD）计算得到的结果，所得结果的时域波场图以及光场图进行对比分析。光学滤波器作为重要的光子器件，在光网的高速传输、信道选择、增益谱均衡等方面具有重要作用，因此对光学滤波器的研究至关重要。本文结合国内外对硅波导滤波器的研究现状，基于理论分析对所做的硅基微环谐振腔结构进行仿真模拟分析对比与实验证相结合，设计研究出最理想的微环谐振腔结构。本文主要工作如下：（1）从SOI光波导的传输模态、单模传输条件、环腔的光场传输热性与光谱响应特性通过改变波导的结构参数，模拟仿真结构模型得到光场的变化特点，并探讨其对传输特点的影响。以及在微环谐振腔结构中加入介质细缝实验仿真所得传输功率图和场分布数据等进行研究对比。（2）微环谐振腔有多种结构，如：单通道微环谐振腔、双通道微环谐振腔以及多通道微环谐振腔等，应用时域有限差分法FDTD（Finite Different Time Domain）并对单缝微环谐振腔结构的介质缝宽度、位置以及其传输性、品质因子的影响进行理论分析和仿真实验。研究结果表明，介质缝宽度过小过大会增加或减小辐射损耗、从而Q值也会对应的增高或减小。（3）在原结构中加入旋转的介质细缝，设计细缝的宽度、旋转角度的变化下所得微环谐振腔版图结构参数。不同的微环谐振腔结构通过FDTD Solutions中模拟仿真得到场图和频率图等对比研究所得不同的滤波效果从而完成硅波导滤波器的设计工作。 关键词：FDTD Solutions；硅波导滤波器；有限时限差分法；绝缘衬底上的硅；结构设计 |
