新型Christiansen滤波器的设计

针对一种新提出的新型Christiansen滤波器,进行了理论计算、仿真分析和实验,其功率透射谱和理论数据吻合.结果表明:通过对输出谱、峰值功率、邻道串扰、3 dB带宽以及光阑孔径进行数值分析和比较,设计出峰值损耗低于4 dB,3 dB带宽低于2 nm的器件.并且对比一阶至四阶sinc函数滤波器的仿真功率透射谱发现,越高阶的滤波器,其功率透射谱越理想,性能越好.     

迈克耳孙Gires-Tournois干涉仪型梳状滤波器的奇偶周期特性分析

随着密集波分复用(DWDM)技术的不断发展,光学梳状滤波器(Interleaver)从原始功能的两路输出谱带宽相等的等带宽器件向不等带宽器件发展,以灵活应用于复杂网络的分插复用及不同网络平台间的过渡等.迈克耳孙Gires-Tournoisf涉仪(MGTI)型interleaver具有结构紧凑、成本低、参数简单易调节、性能优异等特点,是实现interleaver的一个典型方案.从严格的数学角度推导了判定MGTI型interleaver周期的理论依据,并给出了几个具体的MGTI结构周期的判定实例.任何参数结构的MGTI型interleaver,当GT腔镜面反射率发生变化时,等带宽与不等带宽MGTI型interleaver的奇、偶两路输出光谱光强相交点处的特性不同.具体给出了该不同特性的实例.这些结论可用来指导设计满足不同周期和带宽要求的MGTI型interleaver,对设计特种光学干涉滤波器也可起到一定的指导性作用.     

晶体型interleaver器件的带宽优化设计

介绍了晶体型interleaver器件的基本工作原理,同时应用傅立叶级数的方法对interleaver输出光谱带宽特性进行优化设计.理论计算表明interleaver器件的自由光谱范围只和第一级晶体滤波器的长度有关.而输出光谱的带宽特性与晶体滤波器的串联级次有关.当满足不同相位条件的多级晶体滤波器串联时,调节各级双折射晶体光轴之间的夹角可以改变光强表达式中各级谐波对应的系数,从而改善输出光谱带宽特性.本文重点分析了两级晶体滤波器串联时的情况,并从实验上验证了理论分析的正确性.实验结果显示,经过带宽优化设计后的器件,输出光谱特性得到了明显改善.同时通过分析还发现,该带宽优化理论同样适用于马赫-陈德尔涉仪型interleaver的设计.(OD13)     

基于双耦合器的全光纤不等带宽波长交错滤波器的设计

为提高波长交错滤波器(interleaver)带宽的利用 率,提出了基于一字型3×3和2×2光纤耦合器组成 全光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)型不等带宽波长交错滤波器(interleaver)的设计方案。运 用光纤传输理论 和矩阵理论,得到滤波器输出谱的表达式;依据傅里叶级数的理论,优化选择器件的结构参 数;数值 模拟分析了器件的输出特性。结果表明:两个耦合器的耦合系数和光纤干涉臂长差取一些定 值时,器 件主要的两路输出带宽不等,它们的3dB带宽分别为31.5和 65.6GHz,满足不同传输速率10和40Gbit/s对带宽的要求,较等带宽interle aver有更高的利用率;通过分析器件结构参数对输出谱的影 响,发现器件具有一定的抗偏差能力;与普通的级联MZI型interleaver相比,新型器件的优 点是耦合 器少,在实际制作时可准确控制和检测耦合器的分光比,从而降低了制作难度。实验结果与 理论分析相吻合。     

边界耦合斜对称双矩形环金属-绝缘体-金属结构滤波器与电光开关的设计

基于表面等离子激元构造了一种边界耦合模式的金属-绝缘体-金属结构滤波器,该滤波器由两个斜对称矩形环谐振腔及波导管所组成,采用有限元法对该滤波器进行仿真计算和分析,得到它的磁场分布图和透射谱线图。结果表明,该滤波器在通带部分的透射率最高可达0.969,阻带部分的透射率最低接近为0,同时还具有通带与阻带较宽、透射谱线平滑的特点。调节结构参数可使得透射谱线图发生红移或蓝移的现象,设置特定的结构参数可以实现在保持第一通信窗口通过的状态下,对第二、三通信窗口的通断进行选择性控制的功能,因此,该滤波器可作为一种带通/带阻滤波器,在高密度集成电路和光纤通信中有着非常重要的应用。另外通过结构的改进并加入电光材料DAST实现了一种电光开关的功能。     

基于阻抗失配的快沿方波脉冲防护研究

针对快沿方波电磁脉冲的防护问题,分析了不同半导体防护器件的阻抗变化对电磁脉冲的响应时间、端口传输功率的影响,得出了阻抗失配具有良好的方波电磁脉冲抑制作用和响应速度快的特性;为提高功率容量,采用了微带滤波器,通过1/4波长原理,仿真、设计、制作了1/4 波长微带带通滤波器,频率范围3.2 ~6.2 GHz,插入损耗臆1.8 dB,阻抗为50 W,在1 GHz 处的带外抑制为30 dB;利用高频噪声发生器(INS-4040)产生的快沿方波脉冲对其进行测试,结果表明此微带带通滤波器对快沿方波脉冲具有很好的抑制作用,同时具有亚纳秒的响应时间。     

基于相位误差补偿技术的超窄带光栅滤波器的制作

增加光栅长度足获得具有低插入损耗、高边带抑制度的超窄带光栅滤波器最佳途径,但是长光栅的制作方案会引入比较严重的相佗误差,严重影响到光栅滤波器的性能;取样光栅的设计制作方案具有滤波中心波长设计灵活、制作精度低和切趾技术实现容易的优点.针对利用取样光栅制作超窄带光栅滤波器的方案.分析了3种常见丰廿位误差对-1级子光栅滤波性能的影响;利用重构等效啁啾技术(REC)成功补偿了光栅长度为6.6 cm的超窄带取样光栅滤波器-1级子光栅的相佗误差,并得到了反射谱和透射谱对称性良好,3 dB带宽为26 pm,20 dB带宽为70 pm,插入损耗为1.25 dB和边带抑制度为21.55 dB的超窄带光栅滤波器.     

改变光栅拉力实现双峰滤波器的方法研究

利用光纤布拉格光栅(FBG)的轴向应力调谐特性,基于一个均匀相位模板,制作了不同波长间隔的双峰(DW)滤波器。通过滑轮将重力转化为光栅的轴向拉力,改变两次曝光时光栅的轴向拉力,制作了波长间隔分别为0.235、0.312、0.558和1.120nm的DW滤波器,拟合得到了重力差与波长间隔的关系。实际制作DW滤波器的波长间隔接近理论值,而且DW的反射谱和透射谱具有很好的一致性。本文方法具有实现简单、设计灵活和成本低的优点,有很好的应用价值。     

长周期光纤光栅(LPG)均衡滤波器在光纤放大器中的应用

根据耦合模理论 ,给出了两级关联和非关联长周期光纤光栅的透射率表达式 ,从而指出在进行LPG均衡滤波器设计时 ,应采用非关联的光栅 ,可以构成灵活多变的透射谱 ,非常适合光纤放大器的不同增益谱对均衡滤波器传输特性 (透射谱 )的不同要求。以此为基础 ,设计和模拟计算了 LPG均衡光纤宽带放大器的增益及噪声谱。结果表明 ,采用均衡滤波方式是使光纤放大器增益平坦的有效方法     

平面光子晶体环形腔滤波器的数值研究北大核心

根据光子晶体中波导与腔的耦合特性,设计了一种由波导与环形腔耦合实现窄带滤波的光子晶体结构。用有限元法分析了环形腔不同结构参数对各个端口透射光功率谱的影响,由此可以根据所需波长要求设计不同结构的环形腔滤波器结构,并可通过改变边界散射介质柱的排列和环形腔边界介质柱的半径,减少波导与环形腔之间的散射损耗,达到最佳滤波效果。文章可为密集波分复用系统中光学滤波器的集成以及窄带滤波器的设计提供一定的参考。     

Flat-top interleavers using two Gires-Tournois etalons as phase-dispersive mirrors in a Michelson interferometer

We present our experimental investigations of a flat-top 50-GHz optical interleaver using two Gires-Tournois etalons (GTEs) as phase dispersive mirrors in a Michelson interferometer. The spectral characteristics of the interleaver in a 50-GHz channel spacing application exhibit a 0.5-dB passband larger than 43.8 GHz (88% of the spacing), a 25-dB stopband greater than 40 GHz (80% of the spacing), and a channel isolation higher than 30 dB. The result shows that the interleaver interferometer with novel GTE technique can simultaneously produce a 0.5-dB passband and a 25-dB stopband wider than other interferometer techniques.     

有限脉冲响应理论在交错滤波器设计中的应用

利用数字信号处理理论,设计不等带宽晶体型交错滤波器。运用琼斯矩阵理论计算晶体型交错滤波器的光谱透射率表达式, 在此基础上利用数字信号处理中的Z变换方法对其进行简化, 使其满足有限脉冲响应（FIR）表达式, 继而利用数字信号处理中的FIR理论设计不等带宽型交错滤波器。其中晶体和检偏器的偏角根据系统光谱透射率的表达式反向推解求出。设计了窄口和宽口输出谱3 dB处带宽比为1∶2的50 GHz不等带宽交错滤波器, 并给出了宽口和窄口输出光谱在0.5 dB处带宽宽度、隔离度和陡度的各组参数; 比较了在同种阶数下运用不同FIR设计所得的结果, 分析了不同方法对于输出透射光谱波形特性的优缺点。     

Design and analysis on a Gires-Tournois resonator based interleaver

A flat-top interleaver,in which a mirror on one arm of the Michelson interferomefer is replaced by a G-T resonator,is proposed.In the interleaver,the parameters including the channel spacing of 50 GHz,ripple less than 0.05 dB,-0.5 dB passband of 43 GHz(86% of the spacing),-30 dB stopband of 42 GHz(84% of the spacing),and a channel isolation higher than 40 dB,are achieved.     

融合蚁群算法MMSE准则在MMW 混合波束形成中的应用

波束形成预编码技术是毫米波通信的核心技术,其中模拟和数字混合波束形成技术可以很好地平衡 模拟预编码技术和数字预编码技术的优缺点,既可以得到足够的波束形成增益、减少传播损耗,又降低了硬件成本 和功耗。均方误差(MSE)是表征毫米波通信传输可靠性的性能指标,利用最小均方误差(MMSE)准则的混合预编码 设计可以在毫米波大规模多输入多输出(MIMO)系统中获得较好的频谱效率。将MMSE 与广泛应用于解决旅行商 问题的蚁群算法相融合,以进一步优化基于流形优化的混合预编码算法。仿真结果表明,融合后的优化算法具有更 低的误码率和更好的频谱效率。     

Quantitative Analysis of a Flat-Top Planar Waveguide Demultiplexer

A three-focal-point method is used for the design of a flat-top planar waveguide concave grating. With the Gaussian approximation a modified formula is proposed and is compared with the numerical model of the scalar diffraction theory by using a design example. The sources of loss caused by the flat-top design and the grating are taken into consideration. The optimal separation between the two outmost focal points is obtained and the spectral response of the demultiplexer with a ripple below 0.04 dB is achieved.     

基于3×3和2×2耦合器的非对称交错滤波器的设计

为提高MZI(马赫-曾徳干涉仪)型交错滤波器的输出光平坦度,扩大信道带宽,提出了由1个3×3和两个2×2单模光纤耦合器组成的全光纤级联MZI型交错滤波器,用传输矩阵法推导出了模型的输出谱和相关参数之间的表达式并进行了特性分析。结果表明:当耦合器的分光比和光纤干涉臂之差为定值时,可以产生理想的交错谱图。这种滤波器信道间隔为2nm。此外应用双环光纤辅助的方法可使得输出波形的顶端更加平坦,边模抑制比贴近理论值。     

基于各向异性介质的多通道平顶偏振滤波器的设计

以含各向异性介质的中心对称膜层结构为对象,通过对光束入射角及各介质层结构参数的分析,设计了一种应用于密集波分复用(DWDM)系统的TM和TE偏振光均透射的平顶多通道偏振滤波器。给出了100GHz信道间隔的平顶偏振滤波器设计实例,其TM、TE偏振光的透射率均在99.999%以上,半高全宽(FWHM)分别为17.70GHz和19.14GHz,截止度分别约为35.74dB和33.40dB,且两偏振光的各透射窗口的中心频率均符合ITU-T标准。利用光学薄膜设计软件TFCalc对本文设计的结构进行了性能模拟,所得结果与利用传输矩阵法的理论结果几乎完全一致,验证设计此结构的可行性。最后,讨论了各介质膜层折射率对滤波器性能参数的影响。本文设计结构简单,用较少的膜层数就能实现高透射率的偏振滤波。     

Design of planar arrays to obtain efficient footprint patterns withan arbitrary footprint boundary

An antenna pattern synthesis technique is presented that permits the design of planar antenna arrays with footprint patterns of a specified boundary. This technique is applicable to planar arrays of a wide variety of grid structures and can produce patterns with controlled ripple and sidelobe levels. The approach involves two steps: the first consists in stretching the pure real-continuous aperture (an extension of circular Taylor distributions, developed by Elliott and Stern [1990]) into a distribution with a boundary that is inversely proportional to the flat-top beamwidth; the second is the minimization of a cost function (the square of the difference between the resulting power pattern and the desired one) using the Fletcher-Powell method. A square footprint, produced by a rectangular grid (obtained by sampling this distribution) with the corner elements appropriately removed, is presented as an illustration of the method     

伪随机交织器的FPGA设计与实现

首先分析了伪随机交织器在Turbo码中的重要作用,讨论了交织器的设计准则,给出了一种采用m序列的伪随机交织器的硬件电路实现方案。设计中利用Matlab平台上的DSPBuilder工具实现伪随机算法,并基于开发软件QuartusII进行了程序设计、功能仿真和综合。该交织器具有易于实现、占用硬件资源少、适应数据可靠性传输等优点。     

Wavelength add-drop node using silica waveguide integration

We integrated a wavelength-selective cross-connect, de-interleaver, interleaver, power combiner, and variable attenuators on one silica waveguide chip and a band demultiplexer, band multiplexer, and optical monitor on another. These two chips are used to create an eight-channel add-drop node that is expandable up to 80 channels with minimal traffic interruption by adding more of these chips.