基于集成光子芯片的全光信息处理技术研究

发布时间：2021-04-21 10:10

　　目前,整个人类社会正在步入万物互联的时代,每时每刻都有海量的数据需要传输和处理。随着数据信息的海量增长,人们对网络的信息处理能力提出了更高的需求,越来越依赖于全光信息处理技术。全光信息处理是指直接在光域对光信息进行处理的技术,它突破了传统电域信息处理带宽和速率瓶颈限制,已成为超高速信息处理的解决方案。同时,随着微加工技术的不断发展,全光信息处理正在朝着集成化方向发展。硅基波导、Si₃N₄波导、硫化物波导等集成器件的出现极大地促进了全光信息处理技术的快速发展。最近几年,集成克尔光梳的出现,更是为全光信息处理技术带来了革命性变化,进一步加速了全光信息处理技术的实用化。在光通信领域,集成克尔光梳可为波分复用通信系统提供一种理想的新型多波长相干光源,很大程度上降低相干通信对电域数字信息处理的需求。本文研究基于集成光子芯片的全光信息处理技术,主要探索集成Si₃N₄微环谐振器和硅基波导在全光信息处理中的应用。针对集成克尔光梳孤子锁模过程中的热不稳定性难题,提出了基于辅助激光加热的微腔热调控这一崭新的解决方案,大... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：121 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 全光信息处理技术的简介
    1.2 光子集成芯片中的非线性研究现状
        1.2.1 光子集成芯片
        1.2.2 氮化硅波导
        1.2.3 硅基波导
    1.3 论文主要内容
第二章 基于辅助激光加热的集成微腔耗散光孤子产生
    2.1 背景介绍
    2.2 微腔耗散光孤子理论与辅助激光加热方案原理
        2.2.1 光学微腔主要特征参数
        2.2.2 微腔克尔光梳DKS锁模机理
        2.2.3 辅助激光加热基本原理
        2.2.4 辅助激光加热方案的理论模型
        2.2.5 辅助激光对DKS锁模过程的影响分析
    2.3 基于辅助激光加热的Si3N4 微腔DKS产生
3N₄ 微腔参数测量">        2.3.1 Si₃N₄ 微腔参数测量
        2.3.2 微腔耗散光孤子的稳定产生
    2.4 基于辅助激光加热方案的DKS的特性测量
        2.4.1 DKS相干性测量
        2.4.2 DKS频率稳定性
        2.4.3 DKS的时域特征
        2.4.4 背向散射辅助光对DKS的扰动
    2.5 基于辅助激光加热方案的DKS新的物理特性
        2.5.1 DKS新的存在区间
        2.5.2 确定性孤子产生
        2.5.3 光孤子突发现象
        2.5.4 DKS状态的自动恢复
    2.6 本章小结
第三章 基于集成克尔光梳的先进光传输技术
    3.1 背景介绍
    3.2 基于Kerr-EO混合光梳的大容量相干通信
        3.2.1 Kerr-EO混合光梳的产生
        3.2.2 基于Kerr-EO混合光梳的相干通信实验
    3.3 基于关联DKS光梳的大容量相干通信
        3.3.1 基于收发端频率锁定的多波长光源的相干通信介绍
        3.3.2 关联克尔光梳的异地再生
        3.3.3 基于关联克尔光梳的相干通信
        3.3.4 基于关联克尔光梳相干通信的DSP算法优化
    3.4 本章小结
第四章 基于光子芯片的载波提取与全光再生技术研究
3N₄ 微环的载波提取">    4.1 基于高Q值集成Si₃N₄ 微环的载波提取
        4.1.1 背景介绍
3N₄ 微环腔中OPA的理论模型">        4.1.2 高Q值 Si₃N₄ 微环腔中OPA的理论模型
        4.1.3 高Q值微腔特性测量
        4.1.4 微腔中的OPA特性研究
        4.1.5 基于微环腔载波提取的SHD实验研究
    4.2 基于硅基波导的多波长全光信号再生
        4.2.1 背景介绍
        4.2.2 硅基波导中多波长再生的理论模型
        4.2.3 基于硅基波导的多波长全光再生器方案设计
        4.2.4 硅基波导中多波长再生实验
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 未来工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果



本文编号：3151566