载波重用技术是降低无源光网络(PON)成本的一种重要方法, 也是提高PON传输容量的主要方法。文章设计了一种PON系统结构, 系统采用了副载波重用(SCM)和波分复用(WDM)的联合复用技术, 极大地提高了PON的传输容量。在系统中采用无源反射滤波器实现载波重用, 极大地降低了系统成本。文章采用Optisystem光子模拟软件搭建出了基于反射滤波器实现载波重用的SCM/WDM-PON系统结构, SCM采用3和6 GHz作为射频副载波, WDM采用范围为193.1~194.5 THz、波长间隔为200 GHz的8个波长为光载波, 用户上下行传输的数据速率为1 Gbit/s。文章还研究了反射滤波器的反射系数、光载波功率和传输距离对上下行数据传输性能的影响, 得到了当反射滤波器的反射系数为97%、光载波功率为5 dBm和传输距离<27.2 km时, 系统总体性能最优的结论。

提出将均质多层膜系设计中的缓冲层概念引入到反射导模共振(GMR)滤光片的设计中,通过严格的耦合波理论精确计算,研究了加入缓冲层对改善导模共振滤光片反射峰边带截止深度及截止宽度的作用。双层导模共振滤光片结构中,入射光为TE偏振光时,设计增加97.5 nm缓冲层后,能够明显地展宽反射光谱范围。由原来的192.4 nm展宽到345.6 nm,并且在650～1250 nm波长范围内的边带截止度均比不含缓冲层结构的要深。入射光为TM偏振光,以类似TE结构的滤光片在布儒斯特角入射时,在700～1300 nm波长范围内,较不含缓冲层的结构,也能够获得更宽的截止带反射光谱和更深的截止度。在提出的膜系结构中,经过优化膜系、选择合适的光栅参数等,可以使反射光谱具有更好的截止特性,同时保证设计的共振峰位置不变。

将均质多层膜系设计中的缓冲层概念引入到反射导模共振滤光片的设计中,以研究缓冲层的增加对导模共振滤光片反射光谱特性的影响。设计并通过严格的耦合波理论计算了一、二、三、四通道导模共振反射滤光片光谱特性。在膜系设计中增加缓冲层后,随着其厚度的逐渐增加,反射光谱中依次出现二、三、四个窄带反射峰; 缓冲层厚度为796.35 nm时,当滤光片光栅层占空比在0.2～0.9范围内、光栅深度在100～200 nm变化时,共振峰的位置、反射率峰值高度几乎不变,保持了很好的多通道滤光片特性。

窄带高反射滤光膜在光通讯、光学探测仪器等领域有着重要应用。探讨了“基片H(LH)m1αL(HL)m2βCrM空气”膜系结构的窄带高反射滤光膜系,讨论了金属Cr层厚度,以及两种不同的匹配膜系对滤光膜特性的影响,计算了Cr层内部的电场分布。结果表明,较厚的金属层可实现更宽的截止带宽,匹配层的加入有效地实现了宽截止带的深截止,使中心波长处导纳为较大值的匹配膜系可以更好地实现滤光膜宽截止、窄带高反射特性;匹配膜层使中心波长处Cr层内部的电场强度趋于零,有效地降低了整个膜系的吸收,提高了反射率。