基于InGaN定向耦合器的光子集成系统
发布时间：2021-11-09 15:56
随着无线通信技术的迅猛发展,光子器件已经成为通信革命的核心。集成各种用于光互连的光子器件,包括光源、光波导和光电二极管,对实现紧密型光子平台具有重要意义。此外,从材料角度出发,GaN及其合金,以（Al,In,Ga）N为代表,可以同时提供光发射、光传输和光检测的功能。通过引入合适的缓冲层来补偿晶格失配和热膨胀产生的残余应力来获得高质量的硅基GaN材料已经日趋成熟,这为片上光互连和光通信的发展提供了物质基础,开发一种用于可见光通信的集成光源、波导和光电二极管的单片系统。本文基于InGaN/GaN量子阱材料,对单片集成发射器、InGaN波导、InGaN定向耦合器和接收器的多组件光子集成系统完成了设计制备、光学模拟、物性表征等多阶段的工作。本文首先提出并制备了基于InGaN定向耦合器的光子集成芯片。当使用InGaN波导时,无需硅衬底剥离和背面减薄工艺即可实现片上光子集成,从而简化了制造流程。但是,为了提高可见光通信的光子响应速度,本文创新性地增加SiO2隔离层,同时减小二极管器件有源区的有效尺寸,以减小结电容。然后基于光束传播法（BPM）,对InGaN定向耦合区的传输和耦...
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LED与白炽灯的性能比较
的最简单形式，它类似于单极性编码。OOK 表示在载波存在在最简单的形式中，特定持续时间内存在的载波表示为二进的载波表示为二进制零。OOK已在 ISM频段中用于在计算机，OOK 具有更高的频谱效率，但在使用再生接收机或实现较更敏感。对于给定的数据速率，BPSK(二进制相移键控)信号。除了 RF 载波之外，OOK 还用于光通信系统(如 IrDA)。在的机场拥有设备，可以让飞行员多次打开他们的甚高频收音广播，或打开跑道灯。发射器，二进制 1 用短脉冲光表示，二进制 0 用无光表示。V制的荧光 LED，采用低成本的 PIN 光电探测器实现了 VLC 高t/s。随后该课题组在 2010 年通过采用 APD 来替换前期时延中 230Mbit/s，实现了速度的翻倍。这有力的证明了基于 LED 采系统已经取得惊喜的成果。如图 1.2 所示为 OOK 调制过程原
图 1.3 PPM 信号产生电路图 的一个主要优点是它是一种 M-ary 调制技术，可以实现非相干性，这样锁相环(PLL)来跟踪载波的相位。这使得它成为光通信系统的一个合适的位调制和检测是非常困难和昂贵的。另一种常见的 M-ary 非相干调制技(M-FSK)，它是 PPM 的频域对偶。 PPM 并不是完美的，它不仅要求接收机必须同步，还有一个主要缺点就性衰落信道中出现的多径干扰敏感。由于信息是在到达时间编码的(要么对于一个普通时钟)，因此，如果存在一个或多个回波，那么要准确地确的正确脉冲位置就会极其困难。如果可能的话，通过使用雷达系统中相在的情况下，完全依靠接收脉冲的同步和到达时间来获得脉冲的距离位调制系统中的多径衰落可以很容易得到缓解。键控（Color Shift Keying, CSK）键控(CSK)作为 IEEE 802.15.7 中概述的基于强度调制的 VLC 方案，主
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速实时可见光通信技术研究及应用[J]. 陈雄斌,李洪磊. 科技导报. 2018(05)
[2]GaN-based LEDs for light communication[J]. LiXia Zhao,ShiChao Zhu,ChunHui Wu,Chao Yang,ZhiGuo Yu,Hua Yang,Lei Liu. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2016(10)
[3]可见光通信的研究[J]. 陈特,刘璐,胡薇薇. 中兴通讯技术. 2013(01)
[4]光耦合理论及其在通信元器件中的应用[J]. 齐晓玲,蔡志岗,徐宇科,王福娟,邓广安,李宝军,江绍基. 光学学报. 2004(04)
硕士论文
[1]氮化镓量子阱波导及波导集成器件的研究[D]. 白丹.南京邮电大学 2016
本文编号：3485648
【文章来源】：南京邮电大学江苏省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
LED与白炽灯的性能比较
的最简单形式，它类似于单极性编码。OOK 表示在载波存在在最简单的形式中，特定持续时间内存在的载波表示为二进的载波表示为二进制零。OOK已在 ISM频段中用于在计算机，OOK 具有更高的频谱效率，但在使用再生接收机或实现较更敏感。对于给定的数据速率，BPSK(二进制相移键控)信号。除了 RF 载波之外，OOK 还用于光通信系统(如 IrDA)。在的机场拥有设备，可以让飞行员多次打开他们的甚高频收音广播，或打开跑道灯。发射器，二进制 1 用短脉冲光表示，二进制 0 用无光表示。V制的荧光 LED，采用低成本的 PIN 光电探测器实现了 VLC 高t/s。随后该课题组在 2010 年通过采用 APD 来替换前期时延中 230Mbit/s，实现了速度的翻倍。这有力的证明了基于 LED 采系统已经取得惊喜的成果。如图 1.2 所示为 OOK 调制过程原
图 1.3 PPM 信号产生电路图 的一个主要优点是它是一种 M-ary 调制技术，可以实现非相干性，这样锁相环(PLL)来跟踪载波的相位。这使得它成为光通信系统的一个合适的位调制和检测是非常困难和昂贵的。另一种常见的 M-ary 非相干调制技(M-FSK)，它是 PPM 的频域对偶。 PPM 并不是完美的，它不仅要求接收机必须同步，还有一个主要缺点就性衰落信道中出现的多径干扰敏感。由于信息是在到达时间编码的(要么对于一个普通时钟)，因此，如果存在一个或多个回波，那么要准确地确的正确脉冲位置就会极其困难。如果可能的话，通过使用雷达系统中相在的情况下，完全依靠接收脉冲的同步和到达时间来获得脉冲的距离位调制系统中的多径衰落可以很容易得到缓解。键控（Color Shift Keying, CSK）键控(CSK)作为 IEEE 802.15.7 中概述的基于强度调制的 VLC 方案，主
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速实时可见光通信技术研究及应用[J]. 陈雄斌,李洪磊. 科技导报. 2018(05)
[2]GaN-based LEDs for light communication[J]. LiXia Zhao,ShiChao Zhu,ChunHui Wu,Chao Yang,ZhiGuo Yu,Hua Yang,Lei Liu. Science China（Physics,Mechanics & Astronomy）. 2016(10)
[3]可见光通信的研究[J]. 陈特,刘璐,胡薇薇. 中兴通讯技术. 2013(01)
[4]光耦合理论及其在通信元器件中的应用[J]. 齐晓玲,蔡志岗,徐宇科,王福娟,邓广安,李宝军,江绍基. 光学学报. 2004(04)
硕士论文
[1]氮化镓量子阱波导及波导集成器件的研究[D]. 白丹.南京邮电大学 2016
本文编号：3485648
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