用波導法實現(xiàn)光學小波濾波器.pdf

1、基于光學方式的小波變換系統(tǒng)有多種類型，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)或離散的小波變換，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復雜度和數(shù)值精度都有所不同，有時相差很大。但是系統(tǒng)核心都是小波濾波器。目前人們大量采用的是膠片、全息圖和光柵來實現(xiàn)小波濾波器，但這些方式的精度都不高，通常不滿足需要對信號精確重建的應用的要求。應用光波導實現(xiàn)小波濾波器具有獨特的優(yōu)勢，數(shù)值精度更高，器件尺寸更小，穩(wěn)定性更好，并且順應了光學器件集成化的潮流。本論文依托國家自然科學基金項目，研究了應用光波導設(shè)計集成器

2、件實現(xiàn)小波變換的理論和方法。 波導的模式理論是研究波導器件性質(zhì)的理論基礎(chǔ)。本文首先以最簡單的平面光波導為對象，應用模式理論討論了光在波導中的基本傳播性質(zhì)，接著以實用化的條形波導為基礎(chǔ)討論了波導器件的解析法和數(shù)值法兩類研究方法，并且以FD-BPM算法為例討論了數(shù)值解法的應用。然后，在波導模式理論的基礎(chǔ)上研究了作為波導濾波基礎(chǔ)的基于干涉原理的波導間的耦合性質(zhì)，基與此討論了目標濾波器的基礎(chǔ)單元——定向耦合器和馬赫曾德爾干涉儀MZI，研

3、究了它們的結(jié)構(gòu)參數(shù)和性能間的關(guān)系，并給出了仿真實例。結(jié)合電學FIR濾波器原理，在Z域上研究了格型FIR光波導濾波器的結(jié)構(gòu)和光路結(jié)構(gòu)參數(shù)的求解方法，之后在它的基礎(chǔ)上研究了一種改進方案——半帶濾波器HBF的結(jié)構(gòu)原理和光路參數(shù)求解流程，最后結(jié)合小波濾波器的數(shù)學原理，研究了基于HBF結(jié)構(gòu)的光學小波濾波器的結(jié)構(gòu)和光路參數(shù)求解方法，并且結(jié)合光路組成結(jié)構(gòu)，討論了影響濾波器工作性能的幾個主要因素。最后在第五章中介紹了二氧化硅型集成波導器件的制造流程，探