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用于太赫兹技术应用中微谐振器的增强型NRZ多载波调制技术
摘要： 适用于光通信系统的多光学载波已通过集成微环谐振器生成。这些载波在自由空间信道或波导中传输时具有足够稳定性且色散极低。利用集成微环谐振器产生了多个载波，各载波频率分别为193.012、193.086、193.186和193.268太赫兹(THz)。第二部分非归零(NRZ)调制通过微环谐振器调制器实现。本研究旨在利用微环谐振器生成红外区域多载波并进行光通信调制应用。发射端采用系列微环谐振器产生四个不同THz频率，这些频率可经NRZ调制格式解复用后单独调制，或不经解复用直接进入系列微环谐振器调制器与微环谐振器下路滤波器进行调制。最终成功检测到四个具有高信号质量的NRZ调制频率。因此，本研究中微环谐振器被用于不同功能：在发射端产生光信号，在光传输链路中进行调制与滤波。
关键词： 非归零调制、微环下路器、微环调制器、微环谐振器
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于双驱动调制器的微环谐振器微波光子陷波滤波器性能研究
摘要： 通过采用双驱动马赫-曾德尔调制器和微环谐振器，实现了一种具有超高射频（RF）抑制比的可调谐微波光子带阻滤波器。此外，我们致力于阐明基于过耦合与欠耦合状态下微环谐振器的微波光子带阻滤波器工作机理，并详细研究了这两种情况下的性能差异。实验结果表明，无论是欠耦合还是过耦合微环谐振器均可实现具有超高射频抑制比的抵消型微波光子带阻滤波器。值得注意的是，在仅4 dB光学消光比的微环谐振器中获得了超过50 dB的射频抑制比，实现了从光学响应到射频响应46 dB的增强效果。同时，通过调节环形谐振器的耦合比，可将微波光子滤波器的带宽在0.65至2.2 GHz范围内调控。此外，通过调谐光载波波长可实现滤波频率调节，获得约25 GHz的调谐范围。该方案相比既往报道具有更简单的实现方式和更低的成本，在芯片上单片集成微波光子滤波器领域具有重要应用潜力。
关键词： 光学滤波器、微波光子学、微环谐振器、集成光学器件
更新于2025-09-23 15:23:52
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基于紧凑型二阶微环谐振器的多通道硅光子接收器
摘要： 实验验证了一种基于绝缘体上硅（SOI）平台单片集成的多通道接收器。该接收器由八通道热调谐微环谐振器（MRR）滤波器（作为波分复用WDM解复用器）和高速波导集成锗硅光电探测器（PD）阵列（用于光检测）组成。每个通道采用二阶MRR以实现更陡峭的通带到阻带滚降特性和更低串扰。该接收器由IME A*STAR采用CMOS兼容工艺制造。通过热调谐功能，可根据不同信道栅格调整信道间隔。当信道间隔为150 GHz时，解复用器实现了低于?30 dB的串扰和高于50 GHz的3 dB带宽。原理验证表明每个通道可支持10 Gb/s数据速率，总数据速率达80 Gb/s。
关键词： 硅光子学、波分复用、光接收器、微环谐振器、光互连
更新于2025-09-23 15:23:52
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铌酸锂薄膜中单模微环谐振器的仿真与分析
摘要： 采用Lumerical Mode Solutions的2.5维变分时域有限差分模式仿真方法，对铌酸锂薄膜上的单模微环谐振器进行了设计与模拟。系统研究了不同SiO2包层厚度下铌酸锂平面波导的单模条件与传输损耗，并进行了对比分析。确定了微环半径、信道与环波导间距等设计参数的优化方案，探讨了影响谐振器设计的关键因素如自由光谱范围和品质因数。所设计的微环谐振器半径为R=20微米，其透射光谱通过电光效应实现了调控。
关键词： 电光、集成光子学、VARFDTD、LNOI、微环谐振器
更新于2025-09-23 15:23:52
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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?？橹弧獠宸致瞬ㄆ鳎∣ADF）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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基于SOI的柔性滤波元件，具有宽带可调谐特性及全自由光谱范围调节能力
摘要： 我们展示了一种绝缘体上硅柔性滤波元件，该元件采用两个串联耦合的微环谐振器，并配备三个作为可变光耦合器的热光调谐马赫-曾德尔干涉仪。通过单电极配置实现了滤波元件的低复杂度热光控制，从而支持带宽和波长的可调谐性。通过仿真分析详细研究了该?？榈男阅?，并通过实验评估验证了所得结果。实现了9 GHz至103 GHz的宽频带调谐范围，功率效率为0.284 mW/GHz；同时实现了全自由光谱范围波长调谐，效率为0.297 mW/GHz。?？椴迦胨鸷牡陀? dB。
关键词： 硅光子学、光开关、微环谐振器、带宽灵活性、热光控制、波分复用、光学滤波器
更新于2025-09-23 15:22:29
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基于微环谐振器和石墨烯的高灵敏度光学温度传感器
摘要： 本文研究了一种集成微环谐振器与石墨烯材料的微型温度传感器。其核心原理是通过微环谐振器路径上的石墨烯层调控系统温度。当系统升温时，具有5000 W/mK热导率的石墨烯能感知该变化并将其作用于传感器共振峰。线性温差会导致灵敏度、功率及能级产生相应线性变化，证实了系统的正常运作。相较于其他传感器，这种尺寸为44×40微米的微型光学传感器因具备抗电磁干扰优势（电子传感器易受电扰动和电磁干扰影响），且具有体积小、精细度高、灵敏度强、重量轻、成本低等特点，在工业和医疗领域具有重要应用价值。传感器其他材料采用硅(Si)和二氧化硅(SiO2)这两种高熔点天然元素。系统自由光谱范围(FSR)和半高全宽(FWHM)分别为660 GHz和30 GHz，与同类光学传感器相比属合理参数。时间旋转和时延单元分别达到0.31皮秒和1.51皮秒，具有可接受的时间特性，整个微环总长度为94微米。
关键词： 光学传感器、温度传感器、灵敏度、微型传感器、石墨烯、微环谐振器
更新于2025-09-23 15:21:21
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基于光子微环谐振器的数字位大小比较器演示
摘要： 本文详细介绍了以硅微环谐振器为核心器件的数字光子单比特数值比较器的创新设计、仿真与分析。该微环谐振器利用电光载流子注入调制特性，其环形波导采用PIN二极管结构。所提出的设计方案中使用了五个微环谐振器，每个对应特定的逻辑模式操作。本研究还展示了时变仿真过程：以1Gbps数据速率向电路注入两个预设的1比特输入流，通过示波器观测输出信号（采样率为1.6THz）。文中同时展示了完整仿真的时序图及额外获得的仿真结果。
关键词： 光子学、微环谐振器、数字比较器
更新于2025-09-23 15:21:21
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利用嵌入MZI的等离子体天线产生自旋波以实现量子通信
摘要： 已提出一种在嵌入MZI的等离子体天线中由孤子脉冲形成自旋波的方法。孤子是可作为正交（纠缠）源的载体，其配置方式与偏振分量类似，可分解为垂直和水平两个分量。研究选用波长1.55微米的暗孤子输入MZI输入端，该暗-亮孤子脉冲分别进入上下支路形成上行和下行天线。通过控制两侧环形相位调制器可产生回音壁模式（WGM），电路中输入的WGM会激发金栅表面，使电偶极子发生振荡。被孤子脉冲俘获的电子实现传输，天线的偶极振荡通过等离子体频率（布拉格波长）进行识别，从而形成自旋波。仿真程序采用Optiwave和Matlab软件，所用参数均源自实际器件参数。仿真结果显示：天线传输带宽达600GHz，上行/下行天线方向性分别为7.78和4.63，上行/下行天线增益（功率）分别为1.13dB和1.07dB。通过传输纠缠效应验证了信号传输与功率稳定性，该方案还可应用于量子传感器网络，可实现传感器灵敏度线性变化趋势。
关键词： 金光栅、孤子通信、微环谐振器、等离子体天线、自旋波、马赫-曾德尔干涉仪
更新于2025-09-23 15:21:01
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折射率工程化混合等离子体波导的模态特性
摘要： 在本研究中，我们通过有限元法提出了一种折射率工程化的亚波长光栅硅基混合等离子体波导新设计方案。通过调节顶层硅厚度（HSi）可控制上包层中的强度积分（Γ）。当HSi=200 nm时获得0.85的最高消逝场比，该参数使混合模式能约束在低折射率介质中，同时在上包层保留较大消逝场。通过监测有效折射率对环境折射率的响应计算出波导灵敏度，最高模式灵敏度达0.7?；诟醚遣ǔす庹ぃ⊿WG）混合等离子体波导（HPWG）的环形谐振腔设计展现出高达1000 nm/RIU的光谱灵敏度，优于既往报道值。我们认为该波导方案是制备高灵敏度芯片实验室传感器的理想选择。
关键词： 微环谐振器、折射率传感器、亚波长光栅混合等离子体波导、倏逝场比率
更新于2025-09-23 15:21:01