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迈向《芯片上的狭义相对论》：利用光学增/减滤波器（OADF）实现爱因斯坦速度叠加的类比
摘要： 我们展示了一个狭义相对论（SR）核心概念（非特定相对论效应）的光学类比，该概念是诸多相对论效应的基础——即爱因斯坦速度叠加（EVA）。这个概念在狭义相对论发展中具有基础性作用。通过光子集成回路（PIC或光子芯片）中波长滤波的关键构建模块之一——光插分滤波器（OADF）的输出信号，我们将EVA与复电场建立了类比关系。该光学类比强化了"芯片上的狭义相对论"这一构想。具体实现方式是将EVA中的两个相对论归一化速度等同于OADF中两个定向耦合器的传输耦合系数，同时将EVA中的生成角与OADF的单程相移相关联。我们详细分析了其幅值和方向角，最后还简要讨论了其他重要推论。
关键词： 狭义相对论、爱因斯坦速度叠加、光子集成电路、微环谐振器（MRR）、光学上下路滤波器（OADF）
更新于2025-09-23 15:23:52
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产生20 GHz重复频率脉冲序列的微系统InGaAsP/InP半导体谐振腔的TE类模式分析
摘要： 在微系统技术中，微环谐振器（MRR）可作为滤波器件使用。采用波长选择性改进型上下路微环谐振器滤波器来添加/滤除特定波长，从而控制系统内的光传输。通过由有源增益介质EDF、Lumics 980纳米激光二极管（LD）、波分复用器（WDM）、隔离器、偏振控制器（PC）及碳纳米管（CNT）构成的光纤激光环路，可产生锁模激光光谱。当光纤激光产生的锁模脉冲在微环谐振器滤波器内循环后，系统直通端口与下路端口将输出多模锁模激光。该锁模过程基于光纤激光装置实现，其中微环谐振器滤波器采用Fimmwave和PICWave软件进行建模。本文展示的基于时域行波（TDTW）方法的光子电路仿真器，可对有源/无源光子电路进行建模。该光纤激光装置产生的锁模脉冲串具有0.65皮秒带宽与30兆赫兹重复频率特性。经微环谐振器滤波器处理后，下路端口输出脉冲的自由光谱范围（FSR）为172皮米（20吉赫兹），半高全宽（FWHM）为8.3皮米，精细度约20.72，品质因数Q值约为1.9×10?。
关键词： InGaAsP/InP半导体，TE类模式，TDTW，微环谐振器（MRR）
更新于2025-09-09 09:28:46
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可重构片上模式交换技术用于模分复用光网络
摘要： 数据交换在提升网络资源利用率和优化网络性能方面起着关键作用。本文提出并验证了一种基于模分复用（MDM）技术的数据交换装置，该装置能够在基模（TE0）信号与任意高阶模（TEx）信号之间进行数据信息交换。我们通过单微环谐振器实验演示了TE0模信号与TE1模信号之间的交换，包括终端耦合损耗在内的插入损耗约为7.5 dB，在C波段内的消光比超过20 dB。测得TE1至TE0和TE0至TE1模式转换的串扰分别小于-22 dB和-16 dB?；竦昧肆街植煌ǔば藕旁?0 Gb/s速率下清晰且无码间干扰的眼图。由于该方案具有可扩展性、紧凑结构和低功耗的特点，有望未来应用于片上MDM网络。
关键词： 光子集成电路、微环谐振器（MRR）、硅光子学、模分复用、集成光学
更新于2025-09-09 09:28:46