微环谐振腔全光开关及相关器件研究
[Abstract]:With the development of science, technology and economy, a variety of new communication services are emerging, especially the rapid development of the global Internet, resulting in a dramatic increase in communication capacity. The electronic bottleneck of optical-electric-optical conversion in traditional optical networks limits the capacity of communication networks, and the all-optical network based on all-optical devices and signal processing is expected to solve this problem. As a result, it has become the development trend and future direction of optical communication network. All optical networks require the support of all optical communication devices, such as optical switches, logic gates, full plus half demultiplexer, dispersion compensation, delay lines, and so on. In this paper, the above devices will be studied. The main contents are as follows: firstly, the theory of micro-ring resonator is introduced in detail, the classification and basic structure of micro-ring resonator are introduced, the optical field transmission equation and related performance parameters are derived. At the same time, the generation mechanism of the third order nonlinear Kerr effect and its calculation method for the phase shift change in the micro-ring resonator are introduced. Then, from the two angles of theoretical calculation and FDTD simulation, the optical switch with hole microring resonator is designed. The device is analyzed from the angles of phase shift, power, transmission and contrast. The results show that the integration is high and the switching energy consumption is low. A fast optical switch. At the same time, the optical switch is extended to realize the multifunction all-optical logic gate and the full half plus half subtraction device, and the simulation calculation is carried out. A novel dispersion compensation device and delay line device based on micro-ring resonator structure are designed and analyzed. The structure of waveguide is designed by coupling mode theory. The dispersion and delay of the device can be adjusted in a certain range. In terms of bandwidth, dispersion compensation, delay, jitter and so on, it can meet the requirements of dense wavelength division multiplexing (DWDM) system, so it has a good application prospect. Our research provides solutions for optical switches, logic gates, full half plus half demultiplexers, dispersion compensators and delay lines, and supports the study of nonlinear effects in microring resonators. It also provides a reference for the realization of node devices in all optical communication networks.
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN929.1
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本文编号:2323114
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