对基于光学Kerr效应的微环谐振腔延时器件进行了研究.采用耦合模式理论计算了波导与微环谐振腔间的耦合系数,给出了所研究器件的材料及各层组分,提出不同阶数微环的情况下延时数值的控制方法.结果表明:微环谐振腔半径为300 μm, 波导截面尺寸为450×1 000 nm2,在小于±5 ps抖动的条件下, 每个通道达到超过130 ps的延时数值, 同时延时带宽达20 GHz, 自由光谱范围达50 GHz, 工作波段在1 550 nm附近, 满足密集波分复用系统的要求.整个结构全光控制,且能耗不超过0.8 dBm, 响应速度达到ps量级, 体积不超过3 mm3, 便于集成,满足多信道光学延时的要求,为全光通信网络中延时线的研究提供了参考.
集成光学 微环谐振腔 光学Kerr效应 延时线 高密度波分多路复用 Integrated optics Microring resonator Time delay Optical Kerr effect Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM)
华中科技大学 武汉光电国家实验室,湖北 武汉 430074
利用微环谐振腔中的光场关系实现了光学延时与色散补偿,并利用了Kerr效应来控制微环内相移的改变。文章给出了所设计器件的经过优化后的参数,可以在抖动<±8 ps的条件下,达到>-1 200 ps/nm的色散补偿数值,同时每个信道的色散补偿带宽均>20 GHz,满足DWDM(密集波分复用)系统的要求。整个结构的功耗较小,不超过1.2 mW,响应速度快,完全光控,体积小便于集成。
色散补偿 微环谐振腔 光学Kerr效应 dispersion-compensation micro-ring resonator optical Kerr effect