Electrodynamic modeling of Add-drop filters on optical microresonators

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorTrubin, Alexander A.
dc.date.accessioned2020-11-23T14:45:35Z
dc.date.available2020-11-23T14:45:35Z
dc.date.issued2019
dc.description.abstractenBackground. At the present time, further increase in the speed of processing and transmission of information is associated with the development of hybrid integrated circuits, combining electrical and optical components. One of the important constituent parts of future optical integrated circuits are filters that can be conveniently implemented using so-called disc microresonators with whispering gallery oscillations. Technically, the problem of manufacturing such filters in the infrared and even in the visible wavelength range has been solved, but calculation of parameters and tuning of multilink filters is impossible without further development of the theory of their building. The development of such a theory is based on the electrodynamic modeling of processes that occur in complex systems of coupled microcavities, coupled also with transmission line. At present, the study of filters built on different microresonators has not been carried out. Objective. The aim of the research is to construct the theory of scattering of electromagnetic waves of the integral optical transmission lines on systems of coupled different optical microresonators with whispering gallery modes. Development of mathematical models of filters constructed using various disk microresonators. Investigation of new structures of coupled microresonators with acceptable scattering characteristics. Methods. To construct a mathematical model of filters, an approximate solution of the Maxwell equations based on perturbation theory is used. The application of perturbation theory made it possible to find a solution to the problem of calculating the Smatrix of the filter in an analytical form. Results. An electrodynamic model for scattering of optical transmission line waves based on a system of coupled microresonators of different shapes and made of different dielectrics is developed. New structures of microresonators, realizing bandpass and bandstop filters, are investigated and their scattering characteristics are calculated. Conclusions. The theory of scattering of electromagnetic waves by systems of various coupled optical microresonators is expanded. A new definition of the coupling coefficients of different microresonators is given. New models of filters are constructed.uk
dc.description.abstractruПроблематика. В настоящее время дальнейшее повышение скорости обработки и передачи информации связывается с расработкой гибридных интегральных схем, объединяющих в себе электрические и оптические компоненты. Одной из важных составляющих частей будущих оптических интегральных схем являются фильтры, которые удобно выполнять, используя так называемые дисковые микрорезонаторы с колебаниями шепчущей галлереи. Технически задача изготовления подобных фильтров в инфракрасном и даже в видимом диапазоне длин волн решена, однако расчет параметров и настройка многозвенных фильтров невозможна без дальнейшего развития теории их проектирования. Развитие такой теории основывается на электродинамическом моделировании процессов, которые происходят в сложных системах связанных микрорезонаторов, связанных также и с линией передачи. В настоящее время исследование фильтров, построенных на различных микрорезонаторах не проводилось. Цель исследований. Целью исследований является построение теории рассеяния электромагнитных волн интегральных оптических линий передачи на системах связанных между собой различных оптических микрорезонаторов с колебаниями шепчущей галлереи. Разработка математических моделей фильтров, выполненных с применением различных дисковых микрорезонаторов. Исследование новых структур связанных микрорезонаторов с приемлемыми характеристиками рассеяния. Методика реализации. Для построения математической модели фильтров использовано приближенное решение уравнений Максвелла, основанное на применении теории возмущений. Применение теории возмущений позволило найти решение задачи расчета S - матрицы фильтра в аналитическом виде. Результаты исследований. Разработана электродинамическая модель рассеяния волн оптической линии на системе связанных микрорезонаторов разной формы и выполненных из разного диэлектрика. Исследованы новые структуры микрорезонаторов, реализующих полосовые и режекторные фильтры и рассчитаны их характеристики рассеяния. Выводы. Расширена теория рассеяния электромагнитных волн на системах разных связанных оптических микрорезонаторов. Дано новое определение коэффициентов связи разных микрорезонаторов. Построены новые модели фильтров.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Подальше підвищення швидкості передавання інформації визначається розробкою інтегральних схем, які одночасно об'єднують в собі функції різних приймально-передавальних пристроїв. Однією із важливих складових частин оптичних інтегральних схем є різноманітні фільтри, які виконуються на так званих мікрорезонаторах з коливаннями галереї, що шепоче. Технічно проблема виготовлення подібних фільтрів в інфрачервоному і навіть у видимому діапазоні довжин хвиль вирішена, однак розрахунок параметрів і настройка багатоланкових фільтрів неможлива без подальшого розвитку теорії їх проектування. Розвиток цієї теорії базується на електродинамічному моделюванні процесів, які відбуваються у складних системах зв'язаних мікрорезонаторів, зв'язаних також і з багатьма лініями передачі. В даний час дослідження фільтрів, побудованих на різних мікрорезонаторах не проводилося. Мета досліджень. Метою досліджень є розробка теорії розсіювання електромагнітних хвиль інтегральних оптичних ліній на системах зв'язаних між собою оптичних мікрорезонаторів з коливаннями галереї, що шепоче. Розробка математичних моделей Add-drop фільтрів, виконаних на основі оптичних мікрорезонаторів. Дослідження різних структур зв'язаних мікрорезонаторів з прийнятними характеристиками розсіювання. Методика реалізації. Для побудови математичної моделі фільтрів застосовано приблизне вирішення системи рівнянь Максвела, засноване на застосуванні теорії збурень. Застосуванні теорії збурень дозволило знайти вирішення задачі розрахунку S - матриці Add-drop фільтрів у аналітичному вигляді. Результати досліджень. Розроблена електродинамічна модель розсіювання хвиль оптичної лінії на системі пов'язаних мікрорезонаторів різної форми і виконаних з різного діелектрика. Досліджено нові структури мікрорезонаторів, що реалізують смугові і режекторні фільтри і розраховані їх характеристики розсіювання. Висновки. Розширена теорія розсіювання електромагнітних хвиль на системах зв'язаних оптичних мікрорезонаторів у нових багато зв'язних структурах оптичних ліній. Побудовані нові моделі фільтрів. Розраховані частотні залежності коефіцієнтів матриць розсіювання.uk
dc.format.pagerangePp. 30-36uk
dc.identifier.citationTrubin, A. A. Electrodynamic modeling of add-drop filters on optical microresonators / Alexander A. Trubin // Information and telecommunication sciences : international research journal. – 2019. – Vol. 10, N. 1(18). – Pp. 30–36. – Bibliogr.: 9 ref.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2411-2976.12019.30-36
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/37580
dc.language.isoenuk
dc.publisherNational Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute"uk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.sourceInformation and telecommunication sciences : international research journal, 2019, Vol. 10, N. 1(18)uk
dc.subjectinfrared rangeuk
dc.subjectintegrated opticsuk
dc.subjectoptical filteruk
dc.subjectbandstop filteruk
dc.subjectbandpass filteruk
dc.subjectmicroresonatoruk
dc.subjectінфрачервоний діапазонuk
dc.subjectінтегральна оптикаuk
dc.subjectоптичний Add-drop фільтрuk
dc.subjectмікрорезонаторuk
dc.subjectмоделюванняuk
dc.subjectинфракрасный диапазонuk
dc.subjectинтегральная оптикаuk
dc.subjectоптический фильтрuk
dc.subjectполосовой фильтрuk
dc.subjectрежекторный фильтрuk
dc.subjectмикрорезонаторuk
dc.subject.udc621.372uk
dc.titleElectrodynamic modeling of Add-drop filters on optical microresonatorsuk
dc.title.alternativeЕлектродинамічне моделювання Add-drop фільтрів на оптичних мікрорезонаторахuk
dc.title.alternativeЭлектродинамическое моделирование Add-drop фильтров на оптических микрорезонаторахuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
ITS2019_10-1_p30-36.pdf
Розмір:
603.88 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Information and telecommunication sciences: international research journal, Vol. 10, N. 1(18)