研究目的
开发并展示一种基于绝缘体上硅(SOI)的柔性滤波元件,该元件具有宽带宽可调谐性和全自由光谱范围(FSR)调谐能力,适用于弹性光网络。
研究成果
所提出的基于绝缘体上硅的滤波元件实现了宽带可调谐(9 - 103 GHz)和全自由光谱范围调谐,且具有低功耗和简单控制的特点。实验结果与模拟结果高度吻合,展示了其在弹性光网络中的应用潜力。未来的工作包括降低热串扰以及优化自由光谱范围和消光比。
研究不足
在较高功率水平下观察到了热串扰效应,影响了MZI的性能。该器件可能需要对9 GHz以下更窄的带宽进行优化,并进一步减少插入损耗的变化。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用两个串联微环谐振器构建滤波元件,并以三个热光调谐马赫-曾德尔干涉仪(MZI)作为可调光耦合器。通过ASPIC仿真软件包分析相位偏移对光谱特性的影响,并通过实验验证仿真结果。
2:样本选择与数据来源:
使用AMO GmbH生产的绝缘体上硅(SOI)芯片。测量时采用掺铒光纤放大器(EDFA)提供ASE噪声输入,连续波(CW)激光源用于消光比测量。
3:实验设备与材料清单:
设备包括EDFA、光谱分析仪(OSA)、功率计、直流探针、偏振控制器、光纤阵列组件及探针台。材料包含220nm顶层硅、3μm埋氧层(BOX)的SOI晶圆、HSQ光刻胶、SiO2包层、Si3N4层以及钛铝电极。
4:实验流程与操作步骤:
在探针台上通过光纤阵列耦合对滤波元件进行表征。通过控制电极(黄色调节带宽,蓝色调节波长)实现带宽可调谐性,测量不同控制信号下的光谱响应和消光比。
5:数据分析方法:
从测得的光谱响应中计算消光比、中心波长偏移和形状因子,并与仿真结果进行对比分析。
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Erbium Doped Fiber Amplifier
Amplifying input signals for experimental evaluation
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Optical Spectrum Analyzer
Recording spectral responses of the filtering element
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Fiber-Array Assembly
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SOI Wafer
AMO GmbH
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