微环谐振滤波器：平行信道并联双环解析

"微环谐振器是光学领域中的重要组件，尤其在光信号处理、滤波、波分复用等方面发挥着关键作用。微环谐振器因其低成本、紧凑结构、高集成度以及低插入损耗等优势，被广泛应用。通过微环的串联和并联，可以扩大自由光谱区，增加信道数量，实现更平坦的光谱响应，适合作为密集型波分复用的理想器件。文中特别提到了并联双环谐振滤波器的结构和传递函数，以及微环谐振波分复用器的相关研究进展，包括日本研究者对Si基Ta2O5/SiO2微环谐振波分复用器的研制。" 微环谐振器是一种基于微尺度光波导技术的光学元件，其核心是微环结构，该结构能够通过光的全反射实现光的循环，形成谐振效应。在微环谐振器中，光波经过微环后会因为谐振条件而选择性地通过，从而实现滤波或者波长选择性功能。平行信道并联双环谐振滤波器的结构特点是两个半径相等的微环通过信道相互耦合，这种设计可以增强谐振效果，提高滤波性能。 传递函数是描述微环谐振器性能的关键数学工具。对于并联双环谐振滤波器，其传递函数可以通过单环谐振滤波器的结果推导得出。式(10.4-1)和式(10.4-2)展示了如何计算微环谐振器在不同频率下的响应，其中涉及到微环之间的耦合系数和环的物理参数，如微环的半径、信道长度等。这些参数的优化对于谐振器的性能至关重要，例如可以调整自由光谱区（FSR）和带宽，进而影响滤波特性和信道数量。 微环谐振器的串联和并联可以构建出更复杂的多级级联结构，如并联双环、并联多环、串联双环、串联多环以及并联串联多环等。这些结构可以用来扩大FSR，提高信道密度，实现更高效的光信号处理。例如，8个信道的Si基Ta2O5/SiO2微环谐振波分复用器展示了在特定波长间隔下的分波功能，标志着微环谐振波分复用器的实际应用迈出了重要一步。 此外，微环谐振器的优化设计需要考虑诸多因素，包括微环波导和信道波导的截面尺寸、耦合间距、微环半径以及相邻微环间的半径差等。谐振级数、FSR与微环半径之间的色散关系、输出光谱、插入损耗和串扰等特性也是设计时必须考虑的技术指标。通过对这些参数的精确控制，可以实现高效、高性能的微环谐振器系统，满足通信、传感和光电子集成等领域的需求。