搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

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

引用本文:
Citation:

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

A cross bus single microring electro-optical switch with U bend waveguide

Zhang Xin, Li Zhi-Quan, Tong Kai
PDF
导出引用
  • 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.
    A cross bus single microring electro-optical switch model is proposed based on the theory of coupling modes, electro-optical modulation, and transfer matrix. Simulation is carried out for the 1561 nm wavelength light signal. Result shows that the switch voltage is about 400 V, the interrupt is less than -30 dB and the insertion loss is less than 4 dB. The response time is only 5.4 ps, in which the rise and fall time on the microring is only 0.32 ps. Besides, since the electro-optical switch is controlled by a single-pole double-throw switch, the three states of the latter can be realized through adding driving voltage on microring and U bend waveguide. Unlike the tranditional microring switch, the above-mentioned one not only can realize the selection of light signal pathway, but also can let the two output ports have light signal sent out.
    • 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.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61172044), and the Natural Science Foundation of Hebei Province, China (Grant No. F2012203204).
    [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]

  • [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]

  • [1] 刘宇航, 林曈, 李少波, 于文琦, 马向, 梁晓东, 恽斌峰. 可调反射器辅助的可重构微环光滤波器. 物理学报, 2023, 72(8): 084208. doi: 10.7498/aps.72.20222384
    [2] 张多多, 刘小峰, 邱建荣. 基于等离激元纳米结构非线性响应的超快光开关及脉冲激光器. 物理学报, 2020, 69(18): 189101. doi: 10.7498/aps.69.20200456
    [3] 涂鑫, 陈震旻, 付红岩. 硅基光波导开关技术综述. 物理学报, 2019, 68(10): 104210. doi: 10.7498/aps.68.20190011
    [4] 林建潇, 吴九汇, 刘爱群, 陈喆, 雷浩. 光梯度力驱动的纳米硅基光开关. 物理学报, 2015, 64(15): 154209. doi: 10.7498/aps.64.154209
    [5] 张利斌, 陈少武, 费永浩, 曹彤彤, 曹严梅, 雷勋. 光波导微环谐振器用于二进制格式变换研究. 物理学报, 2013, 62(19): 194201. doi: 10.7498/aps.62.194201
    [6] 周建伟, 梁静秋, 梁中翥, 田超, 秦余欣, 王维彪. 光控液晶光子晶体微腔全光开关. 物理学报, 2013, 62(13): 134208. doi: 10.7498/aps.62.134208
    [7] 齐新元, 曹政, 白晋涛. 基于一维间距调制型光子晶格的光传输现象. 物理学报, 2013, 62(6): 064217. doi: 10.7498/aps.62.064217
    [8] 任光辉, 陈少武, 曹彤彤. 一种热光可调谐级联微环滤波器的理论分析. 物理学报, 2012, 61(3): 034215. doi: 10.7498/aps.61.034215
    [9] 吴芳芳, 沈义峰, 王永春, 韩奎, 周杰, 张园, 陈琼. 一种紧凑的、可调的、基于缺陷共振的光开关. 物理学报, 2011, 60(1): 017801. doi: 10.7498/aps.60.017801
    [10] 周骏, 任海东, 冯亚萍. 强非局域光晶格中空间孤子的脉动传播. 物理学报, 2010, 59(6): 3992-4000. doi: 10.7498/aps.59.3992
    [11] 徐大伟, 梁中翥, 梁静秋, 李伟, 李小奇, 孙智丹, 王维彪. 柔性悬臂电磁驱动光开关的仿真与制作. 物理学报, 2010, 59(4): 2479-2484. doi: 10.7498/aps.59.2479
    [12] 田 赫, 掌蕴东, 王 号, 邱 巍, 王 楠, 袁 萍. 微环耦合谐振光波导中的色散控制模型与数值仿真. 物理学报, 2008, 57(10): 6400-6403. doi: 10.7498/aps.57.6400
    [13] 田 赫, 掌蕴东, 王 号, 邱 巍, 王 楠, 袁 萍. 光脉冲在微环耦合谐振光波导中传输线性特性的数值仿真. 物理学报, 2008, 57(11): 7012-7016. doi: 10.7498/aps.57.7012
    [14] 秦晓娟, 邵毅全, 郭 旗. 空间相位调制对强非局域空间光孤子的影响. 物理学报, 2007, 56(9): 5269-5275. doi: 10.7498/aps.56.5269
    [15] 缪庆元, 黄德修, 张新亮, 余永林, 洪 伟. 集成双波导半导体光放大器光开关实现波长转换的理论研究. 物理学报, 2007, 56(2): 902-907. doi: 10.7498/aps.56.902
    [16] 邵毅全, 郭 旗. 相位调制高斯光束在强非局域非线性介质中的传输特性. 物理学报, 2006, 55(6): 2751-2759. doi: 10.7498/aps.55.2751
    [17] 王红成, 王晓生, 佘卫龙, 任国斌, 王 智, 娄淑琴, 简水生. 空间相位调制对光伏孤子传播的影响. 物理学报, 2004, 53(8): 2595-2599. doi: 10.7498/aps.53.2595
    [18] 李世忱, 薛挺, 于建. 新颖的PPLN电光开关. 物理学报, 2002, 51(9): 2018-2021. doi: 10.7498/aps.51.2018
    [19] 薛挺, 于建, 杨天新, 倪文俊, 李世忱. 周期性极化铌酸锂波导全光开关特性分析. 物理学报, 2002, 51(7): 1521-1529. doi: 10.7498/aps.51.1521
    [20] 俞重远, 张晓光, 刘秀敏. 三芯非线性光纤耦合器中的短脉冲光开关. 物理学报, 2001, 50(5): 904-909. doi: 10.7498/aps.50.904
计量
  • 文章访问数:  4628
  • PDF下载量:  507
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-11-14
  • 修回日期:  2014-01-02
  • 刊出日期:  2014-05-05

/

返回文章
返回