中原工学院理学院物理系 郭鹏超 靳文涛 郭朝荣

本文设计了一种具有分束和滤波功能的波导微环谐振器。采用时域有限差分法对模型进行仿真分析，通过改变模型的结构参数（耦合间隔）来分析器件输出特性，设置多组对照实验，进而得到实现分束和滤波功能的最佳结构参数。

5G时代的到来使得人们对数据传输容量和传输速度的需求愈加迫切，以光波为信息载体的光通信技术具有超高传输带宽、超高传输速率、超大信息容量和超低损耗等优点。光波导是光通信系统中的重要器件，发挥着日益重要的作用，利用全反射原理，光波导把光波限制在波导器件内部或周围有限区域内传输。使用光波导构建的微环谐振器由于波导间耦合作用的存在，使得该器件对光波具备了波长选择功能，而耦合作用的强弱又与耦合间隔（两波导之间的直线距离）有着密切联系。

1 双直波导微环谐振器设计与仿真

双直波导微环谐振器是由一个微环波导和两个直波导组成的器件，该器件一共有两个位置对称的耦合区域。对于单直波的导微环谐振器，由于光波在微环内传输一周会有2kπ的相移，即相位没有发生变化，又与新进入微环的光波（相对于波导相位改变π /2）发生相干相长，使得光强在微环波导中不断积累，将导致微环谐振器发生谐振。在双支波导的微环谐振器的分析中，我们令neff为微环的有效折射率，则光信号在微环中传输一周的相位变化表示为：