一种带有U形波导的交叉信道单微环电光开关

张鑫; 李志全; 童凯

doi:10.7498/aps.63.094207

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本文利用耦合模理论，电光调制理论和传输矩阵法，提出了一个带有U形波导的交叉信道单微环电光开关的器件模型，并在谐振波长为1561 nm的情况下对该器件进行了仿真计算. 结果表明，该电光开关的开关电压约为400 V，串扰小于-30 dB，插入损耗小于4 dB，开关时间仅为5.4 ps，其中微环上的上升和下降时间仅为0.32 ps. 此外，该电光开关由单刀双掷开关控制，通过在微环和U形波导上加载驱动电压可实现三种开关状态，不仅可以实现光信号在两条输出信道的选择，还可以使两条信道同时有光信号输出.

关键词:

U形波导 /
微环 /
光开关 /
时域响应

作者及机构信息

1.
燕山大学电气工程学院, 秦皇岛 066004

基金项目: 国家自然科学基金（批准号：61172044）和河北省自然科学基金（批准号：F2012203204）资助的课题.

参考文献

[1]	Dudley E F, Park W 2012 Journal of lightwave technology 30 3401
[2]	Zheng C T, Liang L, Song L, Yan X, Ma C S, Zhang D M, Cui Z C 2012 Opt. Eng. 51 074603
[3]	Xing J J, Li Z Y, Zhou P J, Xiao X, Yu J Z, Yu Y D 2013 Optics Letters 38 3926
[4]	Fu B, Zhang D Y, Luo F, Luo Y Q 2012 High Power Laser and Particle Beams 24 312 (in Chinese) [付博, 张大勇, 罗飞, 罗永全 2012 强激光与离子束 24 312]
[5]	Ikeda Taro 2013 Applied Physics Letters 102 221113
[6]	Hiroki Ikehara, Tsuyoshi Goto, Hiroshi Kamiya, Taro Arakawa, Yasuo Kokubun 2013 Optics Express 21 6377
[7]	Li C F 2012 Physics 41(01) (in Chinese) [李淳飞 2012 物理 41(01) 0]
[8]	Sooraj Ravindra, Arnab Datta, Kmal Alameh, Yong Tak Lee 2012 Optics Express 20 15610
[9]	Ren G H, Chen S W, Cao T T Acta Phys. Sin. 2012 Acta Phys. Sin. 61 034215 (in Chinese)[任光辉, 陈少武, 曹彤彤 2012 物理学报 61 034215]
[10]	Chao Li, Linjie Zhou, Andrew W Poon 2007 Optics Express 15 5096
[11]	Linjie Zhou, Andrew W Poon 2007 Optics Express 15 9194
[12]	Yan X, Ma C S, Wang X Y, Zhang D M, Liu S Y 2008 Acta Photonica Sinica 37 2374 (in Chinese)[闫欣, 马春生, 王现银, 张大明, 刘式墉 2008 光子学报 37 2374]
[13]	Yan X, Ma C S, Chen H Q Zheng C T, Wang X Y, Zhang D M 2009 Acta Photonica Sinica 38 1914 (in Chinese)[闫欣, 马春生, 陈宏起, 郑传涛, 王现银, 张大明 2009 光子学报 38 1914]
[14]	Yan X, Ma C S, Chen H Q Zheng C T, Wang X Y, Zhang D M 2009 Acta Optica Sinica 29 2540 (in Chinese)[闫欣, 马春生, 陈宏起, 郑传涛, 王现银, 张大明 2009 光学学报 29 2540]
[15]	Li X X, Yu Y D, Yu J Z 2013 Physics 42 272 (in Chinese) [李晓显, 俞育德, 余金中 2013 物理 42 272]
[16]	Bruce Block, Shawna Liff, Mauro kobrinsky, Miriam Reshotko, Ricky Tseng, Ibrahim Ban, Peter Chang 2013 Silicon PhotonicsVIII 86290Z
[17]	Lin X H, Ling T, Harish Subbaraman, Zhang X Y, Kwangsub Byun, Guo L J, Chen R T 2013 Optics Letters 38 1597
[18]	He S L, Dai D X 2010 Micro-Nano Photonic Integration (Beijing Science Press) p140-146 (in Chinese) [何塞灵, 戴道锌 2010 微纳光子集成(北京科学出版社), 2010 第140–146页]
[19]	Ma C S, Qin Z K, Zhang D M 2012 The Design, Simulation of Optical waveguide devices (Beijing: Higher Education Press) p87 (in Chinese) [马春生, 秦政坤, 张大明 2012 光波导器件设计与模拟(北京: 高等教育出版社), 第87页]

施引文献

[1]	Dudley E F, Park W 2012 Journal of lightwave technology 30 3401
[2]	Zheng C T, Liang L, Song L, Yan X, Ma C S, Zhang D M, Cui Z C 2012 Opt. Eng. 51 074603
[3]	Xing J J, Li Z Y, Zhou P J, Xiao X, Yu J Z, Yu Y D 2013 Optics Letters 38 3926
[4]	Fu B, Zhang D Y, Luo F, Luo Y Q 2012 High Power Laser and Particle Beams 24 312 (in Chinese) [付博, 张大勇, 罗飞, 罗永全 2012 强激光与离子束 24 312]
[5]	Ikeda Taro 2013 Applied Physics Letters 102 221113
[6]	Hiroki Ikehara, Tsuyoshi Goto, Hiroshi Kamiya, Taro Arakawa, Yasuo Kokubun 2013 Optics Express 21 6377
[7]	Li C F 2012 Physics 41(01) (in Chinese) [李淳飞 2012 物理 41(01) 0]
[8]	Sooraj Ravindra, Arnab Datta, Kmal Alameh, Yong Tak Lee 2012 Optics Express 20 15610
[9]	Ren G H, Chen S W, Cao T T Acta Phys. Sin. 2012 Acta Phys. Sin. 61 034215 (in Chinese)[任光辉, 陈少武, 曹彤彤 2012 物理学报 61 034215]
[10]	Chao Li, Linjie Zhou, Andrew W Poon 2007 Optics Express 15 5096
[11]	Linjie Zhou, Andrew W Poon 2007 Optics Express 15 9194
[12]	Yan X, Ma C S, Wang X Y, Zhang D M, Liu S Y 2008 Acta Photonica Sinica 37 2374 (in Chinese)[闫欣, 马春生, 王现银, 张大明, 刘式墉 2008 光子学报 37 2374]
[13]	Yan X, Ma C S, Chen H Q Zheng C T, Wang X Y, Zhang D M 2009 Acta Photonica Sinica 38 1914 (in Chinese)[闫欣, 马春生, 陈宏起, 郑传涛, 王现银, 张大明 2009 光子学报 38 1914]
[14]	Yan X, Ma C S, Chen H Q Zheng C T, Wang X Y, Zhang D M 2009 Acta Optica Sinica 29 2540 (in Chinese)[闫欣, 马春生, 陈宏起, 郑传涛, 王现银, 张大明 2009 光学学报 29 2540]
[15]	Li X X, Yu Y D, Yu J Z 2013 Physics 42 272 (in Chinese) [李晓显, 俞育德, 余金中 2013 物理 42 272]
[16]	Bruce Block, Shawna Liff, Mauro kobrinsky, Miriam Reshotko, Ricky Tseng, Ibrahim Ban, Peter Chang 2013 Silicon PhotonicsVIII 86290Z
[17]	Lin X H, Ling T, Harish Subbaraman, Zhang X Y, Kwangsub Byun, Guo L J, Chen R T 2013 Optics Letters 38 1597
[18]	He S L, Dai D X 2010 Micro-Nano Photonic Integration (Beijing Science Press) p140-146 (in Chinese) [何塞灵, 戴道锌 2010 微纳光子集成(北京科学出版社), 2010 第140–146页]
[19]	Ma C S, Qin Z K, Zhang D M 2012 The Design, Simulation of Optical waveguide devices (Beijing: Higher Education Press) p87 (in Chinese) [马春生, 秦政坤, 张大明 2012 光波导器件设计与模拟(北京: 高等教育出版社), 第87页]

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一种带有U形波导的交叉信道单微环电光开关

1. 燕山大学电气工程学院, 秦皇岛 066004

基金项目:

国家自然科学基金（批准号：61172044）和河北省自然科学基金（批准号：F2012203204）资助的课题.

收稿日期: 2013-11-14

修回日期: 2014-01-02

刊出日期: 2014-05-05

摘要: 本文利用耦合模理论，电光调制理论和传输矩阵法，提出了一个带有U形波导的交叉信道单微环电光开关的器件模型，并在谐振波长为1561 nm的情况下对该器件进行了仿真计算. 结果表明，该电光开关的开关电压约为400 V，串扰小于-30 dB，插入损耗小于4 dB，开关时间仅为5.4 ps，其中微环上的上升和下降时间仅为0.32 ps. 此外，该电光开关由单刀双掷开关控制，通过在微环和U形波导上加载驱动电压可实现三种开关状态，不仅可以实现光信号在两条输出信道的选择，还可以使两条信道同时有光信号输出.

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