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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

在信息全球化的现代，信息通信技术成为了人们生活必不可少的技术。人们对于信息的传输和处理即通信技术的需求日益增加，通信技术的研究也一直在持续发展。20世纪初，由于环境、技术的局限性，通信技术一直没有得到发展。而在1960年，光纤的出现打破了信息传输的局限。同时，半导体激光器的发明，使得以光子作为信息的主要载体成为了主流。取代电子流作载体，为现如今不断发展超大容量光通信和光网络奠定了重要的基础。随后，基于光子作为载体的通信技术网络被一步步的发展和研究，最终出现了具有历史革命性发展意义的光纤通信。电子设备在异构电光网络中的应用实际上是充分利用了光纤提供的宽带宽与高速的特性。如今，光通信已成为趋势，用于波分复用、解复用的等光学技术是研究的热点和重点。而基于微环的谐振器的研究正是针对于这一应用的极具发展前景的研究领域。

环形谐振器在许多光学领域都有着巨大的研究价值，由于其具有全光信号处理和波分复用等光学器件典型优势，又有成本低、集成度高的优点，因而在光学的许多领域，特别是集成光学领域具有很大的研究价值。

如今，谐振环集成光学研究的进展突破主要有两个方面：第一，由于研究人员引入了soi（silicon-on-insulator）等高折射率差材料，大大减小了微环谐振器的尺寸；第二，如今的微环谐振腔不再需要光栅或者反射端面来提供反馈。这些突破性的进展非常有利于实现微环与各种微纳光子器件的单片集成，以及实现集成度高但成本较低的光通信器件的研究。此外，环形谐振器因为结构比较简单、制作工艺容易，集成度高、体积小、品质因数高等众多特点，可被用来设计性能较好的滤波器，在集成光学研究中具有巨大的潜在应用前景。

2. 研究的基本内容

主要利用EastFDTD软件建立单环及双环谐振腔滤波器的模型并进行多数据的计算。从而实现该滤波器对特定波长特定方向滤波的功能。通过软件建模仿真单环谐振腔滤波器并计算，实现了其特点波长滤波的功能。同时，由以d=10nm时为例得到的场图分布和谱线是相一致的，从而说明该滤波器的功能能较好的实现。此外，为了研究波导与环之间的距离d对谱线的影响，于是分别对d=5nm、d=15nm、d=20nm、d=25nm这四种情况都进行了仿真计算，计算结果发现，当d越大时，波导与环之间的耦合越弱，使得其滤波性能越来越弱，并且d的改变对滤除的波长并无影响。而通过改变圆环的半径r时进行的计算发现，r增大，滤出的波长也逐渐增大。。对于双环谐振腔滤波器，通过软件建模仿真计算，可以发现双环滤波器能较好的控制滤波出射方向即实现多路径滤波。同时，以l=10nm为例得到的场图分布和谱线同样是一致的。并且为了研究两环之间距离l对谱线的影响，同样对l=5nm、l=15nm、l=20nm、l=25nm时分别进行了仿真计算。最终发现，l=10nm时，两环之间的耦合效果最好，实现的滤波效果也最好。当l逐渐增大时，滤波的效果逐渐降低，并且l对滤出的波长并无影响。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案：

首先通过大量阅读相关文献与书籍，从中了解其研究意义和背景，以及国内外研究现状。大约安排两周时间。

接着，安排一周时间，思考本次毕业设计的主题。目前已定为基于环形耦合共振腔的光学滤波器研究。

4. 参考文献

[1] 董小伟，裴丽，许鸥，鲁韶华，冯素春，赵瑞峰，谭中伟. 环形谐振器辅助马赫-曾德尔干涉仪型波长交错滤波器的研究.光学学报 . 2008 (04)

[2] kyoungsik yu, and olav solgaard. tunable optical transversal filters based on a gires-tournois

interferometer with mems phase shifters [j]. ieee journal of selected topics in quantum electronics, 2004.10(3):588-597.