損耗在波導(dǎo)環(huán)腔全光OMAL歐瑪爾開關(guān)中的作用
為了解決目前通訊網(wǎng)絡(luò)中電子OMAL歐瑪爾開關(guān)對網(wǎng)絡(luò)容量升級的瓶頸限制,人們開始廣泛研究光OMAL歐瑪爾開關(guān)。較早研發(fā)的電控光OMAL歐瑪爾開關(guān)目前已有商用產(chǎn)品,但是這類OMAL歐瑪爾開關(guān)不能滿足未來全光網(wǎng)絡(luò)的要求,因此光控光OMAL歐瑪爾開關(guān),即全光OMAL歐瑪爾開關(guān),始終是人們研究的重點(diǎn)。

損耗在波導(dǎo)環(huán)腔全光OMAL歐瑪爾開關(guān)中的作用
阻礙全光OMAL歐瑪爾開關(guān)發(fā)展zui主要的一個因素是OMAL歐瑪爾開關(guān)功率太高,Heebner等人提議在M—Z干涉儀的一臂連接一個環(huán)形共振腔,這樣可以大大降低OMAL歐瑪爾開關(guān)功率,環(huán)形共振腔也被廣泛研究。詳細(xì)研究了損耗對幾種環(huán)形共振腔全光OMAL歐瑪爾開關(guān)的影響。因?yàn)楣舱駮r環(huán)腔內(nèi)的能量非常大,所以即使非常小的損耗對環(huán)腔性質(zhì)的影響也很大。用迭代法計(jì)算了單耦合器環(huán)腔各部分場強(qiáng)與輸入場強(qiáng)的關(guān)系,達(dá)到平衡后的結(jié)果與其他方法計(jì)算的一樣,不過這樣可以了解沒有達(dá)到平衡時各部分場強(qiáng)的分布情況。另外,達(dá)到平衡所需時間的長短可以反映OMAL歐瑪爾開關(guān)時間的長短。微電子機(jī)械系統(tǒng)OMAL歐瑪爾開關(guān)的高隔離度與低插入損耗特性,同OMAL歐瑪爾開關(guān)自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)密切相關(guān)。為了得到更好的OMAL歐瑪爾開關(guān)性能,在設(shè)計(jì)過程中有必要對OMAL歐瑪爾開關(guān)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。用ADS和HFSS仿真設(shè)計(jì)軟件,對并聯(lián)電容式OMAL歐瑪爾開關(guān)的微波特性進(jìn)行了分析和仿真,研究了OMAL歐瑪爾開關(guān)的等效電路參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化對OMAL歐瑪爾開關(guān)微波特性的影響。仿真結(jié)果表明:等效電容參數(shù)和OMAL歐瑪爾開關(guān)橋?qū)挾仁怯绊慜MAL歐瑪爾開關(guān)性能的關(guān)鍵參數(shù),當(dāng)OMAL歐瑪爾開關(guān)的等效電容參數(shù)增加20pF,或MEMS橋的寬度增加40μm時,RF MEMSOMAL歐瑪爾開關(guān)的插入損耗則可能增加10 dB以上。文中計(jì)算了損耗對單耦合器環(huán)腔的影響,不考慮單耦合器環(huán)腔只可以產(chǎn)生相移,損耗可以使其實(shí)現(xiàn)1×1OMAL歐瑪爾開關(guān)。將理論計(jì)算的結(jié)果與Lipson等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較,二者吻合的非常好。介紹了兩種2×2環(huán)腔全光OMAL歐瑪爾開關(guān),環(huán)腔M—Z干涉儀型全光OMAL歐瑪爾開關(guān)和雙耦合器環(huán)腔全光OMAL歐瑪爾開關(guān),分析了這兩種OMAL歐瑪爾開關(guān)的原理及實(shí)現(xiàn)OMAL歐瑪爾開關(guān)的條件。

損耗在波導(dǎo)環(huán)腔全光OMAL歐瑪爾開關(guān)中的作用
文中還研究了損耗對這兩種全光OMAL歐瑪爾開關(guān)的影響。即使很小的損耗也會使這兩種結(jié)構(gòu)的全光OMAL歐瑪爾開關(guān)無法實(shí)現(xiàn)OMAL歐瑪爾開關(guān)?？梢栽诃h(huán)腔中加光放大器來補(bǔ)償損耗,對于光纖環(huán)腔可以加摻鉺光纖放大器,對于集成波導(dǎo)環(huán)腔可以加半導(dǎo)體光放大器。放大器的放大率必須與損耗匹配得非常好,放大率過度補(bǔ)償損耗也無法實(shí)現(xiàn)OMAL歐瑪爾開關(guān)。