优化设计：聚合物硅基10环并联微环谐振滤波器

聚合物10环并联微环阵列谐振滤波器是一种在集成光电子领域广泛应用的光学器件，主要基于其结构紧凑、易于制造和高度集成的特点。这种滤波器由多个微环谐振器并联组成，每个微环谐振器作为一个基本的光学滤波单元，通过优化设计可以实现特定的光谱特性。 微环谐振器的核心在于其环形结构，这种结构允许光在环内多次往返传播，形成光的干涉现象。当光波长与谐振器的共振频率匹配时，光将在环内强烈反射，从而增强该特定波长的光强度。而当波长偏离共振频率时，光则会透过环形结构，实现对不同波长光的筛选，达到滤波的效果。 在设计聚合物10环并联微环阵列谐振滤波器时，有几个关键参数需要优化。首先，环的数目（在这个例子中是10环）决定了滤波器的阶数，即能够滤除的光谱线数。增加环数可以提升滤波器的带宽和选择性，但同时也可能增加制造难度和潜在的损耗。 其次，波导尺寸对光在微环中的传输效率至关重要。波导的宽度和厚度会影响光的传播速度和模式，进而影响谐振频率和耦合效果。通过数值模拟，可以找到最佳的波导尺寸以确保最优的光强传递。 再者，相邻微环的圆心间距直接影响到它们之间的耦合程度。耦合间隙过小可能导致不必要的能量损失，过大则可能减弱环间的相互作用，降低滤波性能。因此，需要精确调整这个间距以达到理想的耦合效果。 耦合比率也是设计中的一大考量因素，它决定了光在微环与波导之间转换的效率。合适的耦合比率可以使光有效地在微环和直波导之间转移，从而实现所需的光谱响应。 传递函数是描述滤波器性能的重要数学工具，它能反映输入光经过滤波器后的光强分布。在本设计中，作者提出了光强传递函数的通用公式，这有助于理解和预测滤波器的输出光谱特性。 聚合物10环并联微环阵列谐振滤波器的设计涉及到多个关键参数的优化，包括环数、波导尺寸、相邻微环的圆心间距和耦合比率。这些参数的精确控制对于实现高性能的光滤波功能至关重要。在集成光电子学中，这类滤波器在光信号处理、波分复用、路由、波长变换、调制和开关等多个方面都有广泛的应用前景。通过不断的技术创新和优化，这类微环谐振器有望在未来的光通信和光计算系统中发挥更大的作用。