并联多环微环滤波器：结构与特性分析

平行信道并联多环谐振滤波器是微环谐振器的一种高级应用，它由上海仁侯电机有限公司在其伺服电机说明书中详细阐述。该滤波器主要由N个微环并联组成，每个微环的半径、振幅耦合比率以及信道长度都有特定的设计规则。微环的半径从R1到RN依次减小，耦合点的振幅耦合比率按正比递增，且两个信道长度相同，通过L1和L2分别定义了信道端口到耦合点和相邻微环之间的距离。 传递函数的计算基于平行信道单环谐振滤波器的原理，利用复数域的方法，通过振幅b1i和b4i的表达式（10.5-1）来描述系统行为。其中，Ui和Vi是通过指数函数表示的复数，反映了微环的动态响应。通过矩阵形式（10.5-4）将多个微环的振幅关系简化，然后结合特定的振幅间关系式（10.5-5），得到振幅的递推公式，这是设计和分析滤波器性能的关键。 并联多环设计的优势在于能有效增加自由光谱区（FSR），从而扩展信道数量，形成近似方形的谐振光谱，提升带宽平坦度，这对于密集型波分复用器（DWDM）来说是非常重要的。微环谐振器因其成本低、集成度高、插入损耗小和串扰低等特性，广泛应用于光信号处理、滤波、路由和波长变换等领域。 国际上已经开展了许多微环谐振滤波器的研究，包括单环、双环、多环以及并联串联结构。S.T.Chu和S.Suzuki等人的工作展示了微环谐振波分复用器的实际应用，特别是Si基Ta2O5/SiO2材料制作的器件，能实现对多个不同波长的有效分波。 本章详细介绍了微环谐振滤波器的基本原理和功能，包括单环结构的不同变体，以及微环波导、信道波导的参数优化方法。此外，还涵盖了谐振级数、FSR、色散关系、输出光谱、插入损耗和串扰等关键特性分析，这些都是设计高性能微环器件时必不可少的考虑因素。