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，能夠實現(xiàn)連續(xù)或離散的小波變換，系統(tǒng)結構的復雜度和數(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的理論基礎。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，接著以實用化的條形波導為基礎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上研究了作為波導濾波基礎的基于干涉原理的波導間的耦合性質，基與此討論了目標濾波器的基礎單元——定向耦合器和馬赫曾德爾干涉儀MZI，研

3、究了它們的結構參數(shù)和性能間的關系，并給出了仿真實例。結合電學FIR濾波器原理，在Z域上研究了格型FIR光波導濾波器的結構和光路結構參數(shù)的求解方法，之后在它的基礎上研究了一種改進方案——半帶濾波器HBF的結構原理和光路參數(shù)求解流程，最后結合小波濾波器的數(shù)學原理，研究了基于HBF結構的光學小波濾波器的結構和光路參數(shù)求解方法，并且結合光路組成結構，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