光波分-功分集成器件技术研究

论文摘要

随着信息化技术迅猛发展,波分复用光纤通信与光接入网技术已成为构建5G通信、互联网、物联网、大数据中心底层信息传输链路的核心手段。高速宽带光接入系统急需光波分-功分相结合的集成器件,且要求器件对高速光脉冲具有良好的传输响应特性。然而,作为常用的波分复用/解复用器件,阵列波导光栅（AWG）需遵守罗兰曲面原理制备,单只器件尺寸较大,难以与其它功能单元集成。因此,必须探索将AWG与M×N光分路器融合,形成高集成度、高性能AWG-Splitter芯片的关键技术。本文首先提出了一种U型的AWG结构,该结构改变常规AWG输入、出波导向外扩散的方式,将输入、出波导端向阵列波导内扩散,呈“U”型状,有效减小了器件尺寸。同时在U型AWG器件的输出端口加上功分单元,构成单只AWG-Splitter集成芯片。接着,仿真分析了该AWG-Splitter集成芯片的光波工作模式与传输特性,分别讨论了U型AWG对几种不同类型高速光脉冲、不同脉冲调制方式的传输响应,分析了AWG阵列波导数、信道间隔、阵列波导间距等参数的变化对脉冲传输情况的影响。最后,对优化设计出的AWG-Splitter集成器件进行了实验研究。委托流片制备出AWG-Splitter芯片,封装获得AWG-Splitter集成器件。搭建了AWG-Splitter集成器件测试系统,测试结果表明,器件工作带宽、插入损耗、回波损耗、方向性、均匀性和偏振相关损耗等技术指标与仿真结果符合,且满足国标要求。器件还通过了江苏省质量技术监督通信产品质量检验站的检测。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 阵列波导光栅的提出与发展
•     1.1.1 多通道数AWG的研制
•     1.1.2 频谱平坦性研究
•     1.1.3 消除偏振相关性研究
•     1.1.4 新型结构AWG的研究
•   1.2 基于阵列波导光栅的光子集成技术
•   1.3 本文主要研究工作
• 第二章 AWG机理及性能分析
•   2.1 AWG原理及性能分析
•     2.1.1 AWG基本原理
•     2.1.2 AWG相关参数
•     2.1.3 一种U型结构的AWG-Splitter集成器件
•   2.2 光波导器件及其传输特性分析方法
•     2.2.1 有限元模式分析方法
•     2.2.2 光束传播法传输分析方法
•     2.2.3 高速光脉冲通过器件性能分析
•   2.3 本章小结
• 第三章 AWG-Splitter集成器件优化设计
•   3.1 AWG器件模式分析
•   3.2 常规结构AWG器件传输分析
•   3.3 U型结构AWG器件传输分析
•   3.4 AWG-Splitter集成器件优化设计
•   3.5 本章小结
• 第四章 高速光脉冲在AWG器件中的传输分析
•   4.1 高速光脉冲通过AWG传输分析
•     4.1.1 高速光脉冲通过AWG传输响应仿真模块
•     4.1.2 高速光脉冲通过100G间隔的U型AWG传输分析
•     4.1.3 高速光脉冲通过200G间隔的U型AWG传输分析
•   4.2 PAM-4信号通过AWG传输分析
•   4.3 AWG参数对信号传输情况的影响
•     4.3.1 阵列波导数对传输质量的影响
•     4.3.2 信道间隔对传输质量的影响
•     4.3.3 阵列波导间距对传输质量的影响
•   4.4 本章小结
• 第五章 AWG-Splitter集成芯片测试
•   5.1 AWG-Splitter集成器件的制备工艺
•     5.1.1 SoS-PLC光子芯片制备工艺
•     5.1.2 切片研磨抛光工艺
•     5.1.3 封装工艺
•   5.2 AWG-Splitter集成芯片测试系统
•     5.2.1 建立PLC型波长/功分单一光子器件测试平台
•     5.2.2 PLC自动测试平台
•   5.3 AWG-Splitter集成器件测试结果与分析
•   5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
•   6.1 总结
•   6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 田勇

导师: 孙小菡

关键词: 光波分功分集成器件,阵列波导光栅,传输响应

来源: 东南大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 东南大学

分类号: TN256

DOI: 10.27014/d.cnki.gdnau.2019.002670

总页数: 73

文件大小: 3331K

下载量: 29