Sagnac loop in ring resonators for tunable optical filters
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Abstract
Se estudian arquitecturas generales de filtros que utilizan señales de copropagación y contrapropagación. Se analiza una configuración específica basada en un lazo Sagnac dentro de un resonador de anillo. Se logra una nueva forma de sintonización, además de la sintonización convencional, mediante el cambio de la relación de acoplamiento de un acoplador a través del ajuste de la longitud equivalente del lazo. Se presentan las ecuaciones completas que describen el comportamiento del filtro en configuraciones pasivas y activas, así como fórmulas sencillas en forma cerrada para calcular la sintonización, las tolerancias y el ancho completo a mitad de máximo (FWHM). Se analiza el desempeño de estos dispositivos para su aplicación como filtros selectivos o filtros de extracción de canales de banda ultraestrecha. También se analiza el efecto de las pérdidas y sus propiedades de dispersión. Estos dispositivos pueden implementarse convenientemente utilizando tecnología de óptica integrada de silicio o InP, ya que presentan rangos espectrales libres (FSR) elevados.
Description
General filter architecture using co-and counterpropagation signals are studied. A specific configuration based on a Sagnac loop within a ring resonator is analyzed. Novel tuning, apart from conventional tuning,is achieved by changing the coupling ratio of a coupler through the adjustment of the equivalent loop length. Full equations describing the filter behavior in passive and active configurations, and simple closed-form formulas to compute the tuning, tolerance, and full-width at half-maximum are reported. The performance of these devices is discussed for their application as selective or channel-dropping ultra-narrow-band filters. The effect of losses and their dispersion properties are also discussed. These devices can be conveniently implemented, using silicon-or InP-integrated optic technology, for they have high free spectral ranges.