文档介绍：电子科技大学
硕士学位论文
光调制器中的共面波导电极结构分析
姓名:曾山
申请学位级别:硕士
专业:光学工程
指导教师:廖云
20030501
摘要尤其是近年来随着毫米波与亚毫米波技术的发展,共面波导受到了越来越多的重面波导结构模型,得到了该模型的特性参数的解析解,在此基础上可以建立共面共面波导峁乖谖⒉ḿ傻缏芬约肮庋Ъ傻缏分杏凶胖匾5挠τ茫视。相对于常规微带线来说,共面波导具有更多的优点,所以被广泛地应用于微波集成电路和光波集成电路。目前对共面波导结构的研究主要限于对称共面波导结构。实际上,由于制作的共面波导电极很难做到对称,同时非对称共面波导与两端器件连接时有着更大的灵活性。从理论上讲,对称共面波导可以视为非对称共面波导的特例。因此,对非对称共面波导的研究更具有一般性。目前出现了许多共面波导的修正结构,每一种修正结构的共面波导都有自己的P停绻芄桓莞髦中拚峁沟共面波导提出一种面向耐骋还裁娌ǖ寄P停=⒐裁娌ǖ冀峁沟腃软件包奠定很好的基础。本文分析了非对称共面波导结构的特性参数,对其结构与特性参数的关系进行了仿真,并对仿真结果的分析研究,在此基础上提出了上下屏蔽多层非对称共波导电极结构的仿真软件包。关键词:调制,共面波导,保角变换
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第一章绪引言论于光纤通信系统的调制器材料有铌酸锂。⑸榛途酆衔性尚不理想。因此当前实用光纤通信系统中都选用铌酸锂调制器。另一大热点是中心驱动电极,两边为半无限长共面地电极,电极沉积在一缓冲层上,缓冲层下为衬底。最近,人们在以铌酸锂、聚合物为衬底的光波导上集成了类似于微带式、酸锂强度调制器的绱砦光带宽为6鳲/制波段宽度的主要原因为光和调制信号传播速度的失配和依赖频率的调制信号在现代宽带光纤通信系统中,随着传输速率的不断提高,越来越多的采用激光外调制方式。作为外调制技术中最具潜力的高速电光调制己在光纤通信中得到日益广泛的应用,外调制技术有高传输速率、大光功率、大消光比、没有半导体激光器内调制产生的光频率跳变的“啁啾”现象等突出优点。当前,电光调制器技术发展的一大热点是寻找新型光波导材料。现在适合用I榛睾途酆衔锏髦破髦械墓獠ǖ级辔4共ǖ迹怯氲ツ9庀光连接的损耗比铌酸锂波导与单模光纤要大得多。聚合物波导调制器的长期稳定设计和优化实现速度匹配的新行波调制结构。世纪年代以来,行波电光调制器己成为研究的主流,大多数以铌酸锂为衬底。这些设计的共同点在于使用一共面波导式的毫米波传输电路,并在较宽频带范围内实现了速度匹配。作为传输线的行波电极制作的调制器比电极长度远小于微波波长的集总电极制作的调制器有宽得多的调制带宽。集总电极铌酸锂调制器的调制带宽与电极长度乘积约小于胁ǖ缂晁犸髦破饔写笥牡髦拼碛氲缂长度乘积。—疭一制式光纤通信系统优质光发射机中所用的/制式密集波分复用光纤系统光发射机中的/髦破鞯电带宽目前使用的光外调制器主要有两种:波导型电光调制器和电场吸收型光电调制器。波导型电光调制器调制速率高,波长的啁啾噪声理论上为零,几乎不受光纤色散的限制,从而在国内外得到了广泛的应用。行波电光相位调制器和波导干涉型强度调制器是波导型电光调制器的最普通的形态。行波型电光调制器限制调传播损耗。在铌酸锂的情况,.,钡摹龀晌。波导干涉型强度调制器通过结构改进,在波长骨墓调制波段由传统应达到
共面波导的研究现状型光电调制器,利用了量子束缚斯塔克效应机理,可以实现与电光调制器在具体波导电极结构的研究方面,次提出使用窄的共面地电极可提高阻抗并降低微波折射率。本文通过研究非对称因为共面波导是微波平面传输线的一种,所以首先介绍微波平面传输线的这种方法假设微带线传输准#雎晕⒋咧写洳ǖ纳⑿в透叽⒈砹擞貌ɡ砺鄯治鑫⒋叩难芯砍晒嵌晕⒋叩纳⑻匦学者采用各种方法来研究微带线。有些学者采用谱域中的方法来分析微带线,把求解积分方程的问题转化为谱域中求解代数方程。另外,有限差但是在各种方法中,用来分析微带传输线最多的还是保角变换理论,采用值得注意的是,近几年共面波导艿搅嗽嚼丛蕉嗟闹厥印V饕J因为相对于常规微带线来说,共面波导用于砷化镓单片微波集成电路大幅提高到颓缪.。而另一类外调制器为电场吸收相比拟甚至更高的调制速率。的提出为电光调制器加一屏蔽电极山虾玫丶婀颂岣共面波导结构的特性参数,提出了上下屏蔽多层非对称共面波导结构模型,使光调制器的特性参数得以改善。微波平面传输线发展概括。微波平面传输线是以微带线为典型代表的。微带传输线是年出现的,。“,模。随着微带线使用频率的提高,色散现象不容忽视。年,进行了混合模分析。波理论就是从匠坛龇ⅲ源淠J