面向全光信号处理的半导体集成器件研究
发布时间：2021-08-28 06:07
由于“电了瓶颈”的限制,光传输的速度、容量与光节点处信息处理能力的严重不匹配成为当前光通信研究领域一个亟待解决的问题。此外,高能耗的“光/*电”转换及网络节点处电信号的交换和处理也阻碍了光通信技术的持续发展。解决这一问题的有效出路是用光器件取代光通信网中的电子器件,使光信号在光网络中始终以光的形式进行传输、处理和交换,实现真正意义上的低功耗超高速超大容量“全光网”。本论文研究了面向全光信号处理的可集成半导体器件,主要工作成果如下：基于多模干涉耦合器的自镜像原理,论文给出了一种结合制作工艺,衡量普通干涉（GI）、对称干涉（PI）和对称干涉（SI）三种3dB MMI耦合器性能优劣的方法,指出了这三种耦合器的适用方向。在InP基和SOI衬底上分别设计、制作了这三种耦合器+模斑转换器的集成芯片。InP/InGaAsP基3dB-GI-MMI、3dB-PI-MMI耦合器在1540-1560nm范围内的不平衡度（IM）分别在±1dB、±0.5dB内变化,额外损耗（EL）分别约为-3.2dB、-2.7dB（包括光纤与波导的对接耦合损耗以及光在波导中的传输损耗）；SOI基的3dB-GI-MMI、3dB-...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
每月全球丨p流量统计数据及对未来两年的预估⑴由上图可知，通信流量的需求平均以每年接近40%的速率成指数增长，而光通信系统的传输容量每年仅以20%的速率增长
CEET研究组对全球有线互联网的能量消耗随时间变化的怙算曲线。其中基于1.5亿网络用户的实际功耗，后面每年用户数量以10%速度增加，宽容量需求以每年40%的速度增加构建光通信系统的主体主要是基于光纤通信的主干网和基于光的光网络节点。光通信系统的发展开始于20世纪70年代末。在光通信系统的比特速率从早期的lOOMb/s (1980)，逐b/s, 565Mb/s, 1.6Gb/s, 2.4Gb/s.和 lOGb/s。随着掺铒光um-doped fiber amplifier, EDFA)的面世以及密集波分复用(Denseion multiplexing, DWDM)技术的使用，单根光纤的传输容量己15】。通过100?200个波长的复用，并采用高阶码型技术，光纤通己超过100Tb/s[6】。随着空分复用(space division multiplexing, SD术(mode division multiplexing, MDM)_^提出，未来光通信系到进一步的提高。目前利用SDM技术的多芯光纤的谱效率己Hz[9】。图1-3给出了单根光纤的通信容量随时间的发展历程。10"-
将得到进一步的提高。目前利用SDM技术的多芯光纤的谱效率己达到247.9bit/s/Hz[9】。图1-3给出了单根光纤的通信容量随时间的发展历程。10"-1015- Capacity limit for X1014 current technology:Space division^ 10^2- WDM multiplexingm 10扣 High spectralS" 109 _ efficiency coding108w edfa7 , ^Improved“ transmission106 _ fibers105 1 ■ -1980 1990 2000 2010Year图1-3单根光纤的传输容量随时间的发展历程PI2
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速光学模数转换器的研究现状及进展[J]. 范修宏,颜璟,徐磊,张尚剑,刘永. 激光杂志. 2012(01)
[2]光学模数转换器的原理及发展[J]. 王晓东,孙雨南. 电讯技术. 2002(04)
[3]NMD-GBR地基雷达初样型的技术功能[J]. 马骏声. 航天电子对抗. 2002(03)
[4]超宽带雷达的发展、现状及应用[J]. 李海英,杨汝良. 遥感技术与应用. 2001(03)
本文编号：3367958
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：123 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
每月全球丨p流量统计数据及对未来两年的预估⑴由上图可知，通信流量的需求平均以每年接近40%的速率成指数增长，而光通信系统的传输容量每年仅以20%的速率增长
CEET研究组对全球有线互联网的能量消耗随时间变化的怙算曲线。其中基于1.5亿网络用户的实际功耗，后面每年用户数量以10%速度增加，宽容量需求以每年40%的速度增加构建光通信系统的主体主要是基于光纤通信的主干网和基于光的光网络节点。光通信系统的发展开始于20世纪70年代末。在光通信系统的比特速率从早期的lOOMb/s (1980)，逐b/s, 565Mb/s, 1.6Gb/s, 2.4Gb/s.和 lOGb/s。随着掺铒光um-doped fiber amplifier, EDFA)的面世以及密集波分复用(Denseion multiplexing, DWDM)技术的使用，单根光纤的传输容量己15】。通过100?200个波长的复用，并采用高阶码型技术，光纤通己超过100Tb/s[6】。随着空分复用(space division multiplexing, SD术(mode division multiplexing, MDM)_^提出，未来光通信系到进一步的提高。目前利用SDM技术的多芯光纤的谱效率己Hz[9】。图1-3给出了单根光纤的通信容量随时间的发展历程。10"-
将得到进一步的提高。目前利用SDM技术的多芯光纤的谱效率己达到247.9bit/s/Hz[9】。图1-3给出了单根光纤的通信容量随时间的发展历程。10"-1015- Capacity limit for X1014 current technology:Space division^ 10^2- WDM multiplexingm 10扣 High spectralS" 109 _ efficiency coding108w edfa7 , ^Improved“ transmission106 _ fibers105 1 ■ -1980 1990 2000 2010Year图1-3单根光纤的传输容量随时间的发展历程PI2
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速光学模数转换器的研究现状及进展[J]. 范修宏,颜璟,徐磊,张尚剑,刘永. 激光杂志. 2012(01)
[2]光学模数转换器的原理及发展[J]. 王晓东,孙雨南. 电讯技术. 2002(04)
[3]NMD-GBR地基雷达初样型的技术功能[J]. 马骏声. 航天电子对抗. 2002(03)
[4]超宽带雷达的发展、现状及应用[J]. 李海英,杨汝良. 遥感技术与应用. 2001(03)
本文编号：3367958
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