半导体环形光延时线的非线性传输特性研究.pdf

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1、第35卷第4期光学仪器V01．35，No．42013年8月OPTICALINSTRUMENTSAugust，2013文章编号：1005—5630(2013)04—0053—08半导体环形光延时线的非线性传输特性研究张彬(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033)*摘要：长链的串联谐振腔结构可构成慢光传输的光延时线色散补偿器件，能有效补偿光纤传输的色散，补偿光纤长距离传输造成的脉冲失真。从非线性薛定谔方程的数值解法出发，详细分析了长链微环谐振器的周期性波导结构的各种非线性效应。分析并得到了几

2、个关键系数(二阶色散，三阶色散，非线性系数)对长链微环结构的影响，做出了工作模式分区图以及在不同光学参数下的长链微环谐振结构的传输特性。该分析方法对于半导体环形光延时线的结构设计以及性能优化具有一定的指导作用。关键词：光延时线；慢光结构；周期性波导中图分类号：TN256文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2013．04．011NonlieartransmissioncharacteristicofsemiconductoropticaldelaylineZHANGBin(C

3、hangchunInstituteofOptics，FineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China)Abstract：Longchainseriesresonancecavityissuitablefortransferringslowopticalwave，whichcanbeservedasthebasicdeviceforopticaldelaylinetypedispersivecompensatorydev

4、ice．Thedispersivedistortioncausedbylongfibercommunicationcanbeimprovedbythatdevice．Theopticaldelaycharacteristicsofthatnewall—passedsemiconductormicro—ringopticaldelaylineisanalyzedindetail．Nonlinearschrodingequationshouldbeusedtocompletelyexplainthenonline

5、archaracteristicsoflongchainmicro-ringresonatorwaveguidestructure．ThenumericalresolutioniSfoundtoanalyzesuchnonlineareffect．Theeffectcausedbysomekeyparameters(secondaryandthirdleveldispersiveeffectparameter，nonlinearparameter)isanalyzedindetail，andfunctiona

6、reafigureiscalculated．Thetimedevelopmentoflighttransmissionisalsosimulated．Thisanalyticalmethodcanbeservedasanimportanttoolforthedesignandoptimizationofsemiconductormicro—ringopticaldelay1ine．Keywords：opticaldelayline；slowopticalwave；periodicwaveguide引言慢光传输

7、是基于在谐振腔中群速度随着腔体finesse的升高而减少的原理，Melloni实验证明了这一设想‘卜2I。这种长链的串联谐振腔的结构称为慢波结构(SWS)E3。4]。微环谐振器具有周期性的色散特性，可以构成人为的光延时线，应用于色散补偿等场合。由于光纤材料对于不同波长的光有不同的折射率，因此，不同。收稿日期：2013—01—08作者简介：张彬(1982一)，男，天津市人，副研究员，博士，主要从事集成光学方面的研究。·54光学仪器第35卷波长的光在光纤中传输的速度是不同的。另外，光在光纤的包层中传输也具有不同的

8、折射率和传输速度，这种现象称为材料色散。当一个脉冲在光纤中传输时，由于波长短的光较之波长长的光具有更大的群速度，会造成脉冲波形失真。2．5Gbit／s的光网络可以容忍16000ps／nm的色散，40Gbit／s的光网络只能容忍60ps／nm的色散。另一种色散是极化模式色散，这是由于光纤因机械应力引发的双折射现象使得两种极化光具有不同的群速度。众多学者提出了应用微环谐振器构成的光延时线色散补偿结构。M