基于二维分布阵列波导光栅的光波分复用器/解复用器

基于二维分布衍射光栅与平面波导概念,提出了基于二维分布阵列波导光栅的光波分复用器／解复用器。光波分复用器／解复用器利用二维衍射光栅的波长变化下光波的衍射路径由两个方向的色散值矢量合成决定这一特性,同时适当地控制其自由谱范围特性的设计,使其具有二维光波分分布特性,从而可以在输入和／或输出端设计二维输入／输出通道,大大增加波分复用与解复用的通道数的设计能力。对器件的特性与应用进行了讨论。     

阵列波导光栅复用/解复用器光栅孔径对器件性能影响的数值分析

阵列波导光栅复用/解复用器中波导光栅孔径是器件重要的结构参数.波导光栅孔径数值有限,部分光场将因未被耦合进而损失掉.同时引起输出波导接收端焦场变形,增加了器件串扰.本文详细分析和计算了由于波导光栅孔径有限引起的光场损耗和信号串扰,选择适当孔径参数可使其引入的信号损耗和串扰降到足够低,以优化设计器件.     

消光比对10Gb/s光接收模块灵敏度的影响

10Gb/s光通信用光接收模块前端常采用APD-TIA组件.理论表明,具有该组件的10Gb/s光接收模块的光灵敏度,主要取决于光纤耦合效率、APD偏置电压、光倍增、过剩噪声和暗电流和消光比等.测试表明,当其它相关因素不变,消光比由5.0dB变到11.0dB时,光接收灵敏度发生2.0～5.0dBm的优化,指出了获得较佳光...     

阵列波导光栅复用/解复用器光栅孔径对器件性能影响的数值分析

阵列波导光栅复用 /解复用器中波导光栅孔径是器件重要的结构参数 .波导光栅孔径数值有限 ,部分光场将因未被耦合进而损失掉 .同时引起输出波导接收端焦场变形 ,增加了器件串扰 .本文详细分析和计算了由于波导光栅孔径有限引起的光场损耗和信号串扰 ,选择适当孔径参数可使其引入的信号损耗和串扰降到足够低 ,以优化设计器件     

基于不同衬底的二氧化硅可调复用器/解复用器的单片集成芯片研究

分别设计制备了基于石英衬底和硅衬底的16通道200 GHz二氧化硅可调复用器/解复用器.该器件由一个16通道200 GHz的阵列波导光栅(AWG)和Mach-Zehnder干涉型热光可调光衰减器(VOA)阵列构成.在衰减量达到20 dB的时候,基于石英衬底的器件的外加偏压和功耗分别是11.7V和110 mW;而基于硅衬底的器件的外加偏压和功耗分别是22V和380mW.分析了基于不同衬底的器件性能出现差别的原因,并设计了新的结构,提高了器件性能.     

40Gb/s光纤通信系统中不同码型传输特性的实验研究

在高速光纤通信系统中码型的选择是决定系统传输质量和光谱效率的主要因素。码型的选择和信道速率、信道波长间隔、光放大器的选择、光放大器放置间隔、光纤的类型、色散管理策略等各种因素密切相关。分析了非归零码（NRZ）、归零码（RZ）和载波抑制归零码（CSRZ）码型的产生方式及特点。采用单信道和掺铒光纤放大器（EDFA）放大方式对三种码型进行了40Gb/s的100kmG.652光纤通信传输实验。比较了三种码型的系统传输持性、最佳入纤功率和不同入纤功率下的功率代价：载波抑制归零码最佳入纤功率为9dBm，功率代价小于非归零码和归零码。结果表明，在相同的色散补偿条件下，载波抑制归零码比归零码和非归零码有更优的非线性容忍度。     

基于石英衬底的16通道二氧化硅可调复用器/解复用器的单片集成

本文是关于可调复用器/解复用器的单片集成,它由一个16通道200 GHZ的二氧化硅阵列波导光栅和一组马赫增德尔干涉型热光可调光衰减器阵列构成。该集成器件是基于石英衬底的,与基于硅衬底的器件相比,省去了沉积下包层的工艺步骤,并且降低了器件功耗。该集成器件的插入损耗是-5 dB,串扰小于-22 dB。在衰减为20 dB的时候每个通道的功耗只有110 mW。     

40Gb/s光DQPSK传输系统性能分析

介绍了光差分正交相移键控(DQPSK)的调制和解调方式,对非归零码(NRZ),归零码(RZ)和载波抑制归零码(CSRZ)进行调制,研究40Gb/s高速传输系统中不同类型的光信号.使用色散补偿方式进行200km的模拟仿真,比较不同码型的传输特性.分析表明CS-RZ-DQPSK调制格式,具有更强的抗色散和偏振模色散能力,在较宽的入纤功率范围内取得最小的眼图张开代价.     

群速度色散对非线性光纤环境型OTDM解复用器影响的理论与数值分析

本文就群速度色散对非线性光纤环镜型ＯＴＤＭ解复用器的影响进行了理论与数值分析。首先给出了描述群速度色散与非线性效应之间相互作用的耦合非线性薛定谔方程组,然后用分步傅立叶方法对该方程组进行了数值求解。经分析同,要达到一定的开关性能,孤子阶数,色散的正负,脉冲宽度及控制和信号脉冲之间的走离时间应满足一定的条件。     

布拉格光栅结构RGB波导复用/解复用器的光学特性

针对系统小型化和集成化的发展需求,文章提出了一种基于布拉格光栅结构的红绿蓝(RGB)波导复用/解复用器,系统研究了刻槽深度、周期数量等光栅特征参数对该复用/解复用器性能的影响.研究表明,相对于传统的硅基材料,基于SU8材料的复用/解复用器具有良好的透过率和柔韧性,并且其结构紧凑,波导横截面只有几百纳米,长度仅为几十微米.该复用/解复用器的光学特性主要受到刻槽深度与周期数量的影响,表现为随刻槽深度的增大,反射谱的中心波长先红移后蓝移,反射谱的宽度几乎正比例增大,反射谱的峰值逐渐趋于饱和;而随着周期数量的增多,反射谱的宽度变化不明显,反射谱的峰值逐渐趋于饱和.基于这些特性设计的SU8材料布拉格光栅结构RGB复用/解复用器实现了复用和解复用的功能,为RGB复用/解复用器的小型化、集成化和柔性化奠定了基础.     

TDM系统高速CMOS单片集成复用/解复用器的研究

本文分析了TDM系统中复用器和解复用器的电路结构,通过比较各种结构之间的优缺点和应用特点,提出了10Gb/s速率工作的复用和解复用器结构及其内部所应采用的电路.进而,本文着重研究了系统中关键的同步电路,给出了具体的设计和优化方法.采用TSMC 0.25 μm CMOS 工艺,本文制作了四种不同的同步触发器并对其性能进行了比较,其中双预充电TSPC触发器可工作在4GHz.以此为基础,本文还设计了半静态结构工作在1.25Gb/s速率的10:1复用器、1∶10解复用器以及TSPC结构工作在1.5625Gb/s速率的5∶1复用器和CML结构工作在10Gb/s速率的1∶4解复用器,通过在晶片测试,其结果表明电路功能正确、工作稳定,达到了设计要求,证明了本文提出的设计方法的可行性和正确性.     

2.5Gb/s混合集成光发射机

介绍了适用于光纤通信系统且具有完全自主知识产权的混合集成光发射机的研制.该发射机采用薄膜电路和激光焊接耦合技术将高速集成电路和光电子器件进行混合集成,其中高速集成电路是采用0.35μm硅CMOS工艺实现的单片4∶1复接器加激光驱动器芯片,光电子器件是采用湿法腐蚀、聚合物平坦和lift-off等技术实现的激光器芯片,最终混合集成模块采用蝶形管壳进行封装,体积小、性能优良.该发射机工作速率为2.5Gb/s,波长为1550nm,输出光功率为5.5dBm,消光比为9.4dB.     

40 Gb/s光纤通信系统中一阶PMD对信号频谱的影响

首先给出了受一阶偏振模色散(PMD)影响的40 Gbit/s高斯脉冲信号功率谱的数学表达式,并分析了脉冲波形、分光比、监测频率以及差分群延时(DGD)对接收信号功率谱的影响.实验测量了在分光比为0.5时的40 Gbit/s归零(RZ)码伪随机信号在接收频率为12 GHz处的电功率谱密度随DGD变化的关系,实验结果与理论计算一致.这表明,对于40 Gb/s的光纤通信系统,可以通过简单地检测某一特定频率的电信号功率,动态跟踪系统中PMD的变化情况,从而为补偿一阶PMD提供了重要依据.     

利用光纤光栅研制分插复用器

在波分复用的光纤通信系统中,分插复用技术需要低损耗、小型化的、稳定的、可靠的器件。使用光纤光栅,可以 制作多种结构的分插复用器,本文对多种基于光纤光栅的分插复用器的结构和原理进行了研究。     

A Taxonomical Consideration of Optical Add/Drop Multiplexers

The use of optical add/drop multiplexers (OADMs) is considered as a possible way to save the number of transponders required at a network node by optically bypassing wavelengths that do not need to be dropped. There are many different flavors of OADMs offered by vendors. In this paper, we give a taxonomy of OADMs from the perspectives of both technology considerations and possible implications on network performance. The purpose of the taxonomy is to serve as a frame work for cost and performance studies on dense wavelength division multiplexing (DWDM) optical transmission systems.     

12Gb/s 0.25μm CMOS低功耗1:4分接器

实现了一种能运用于光传输系统SONET OC-192的低功耗单级分接器,其工作速率高达12Gb/s.该电路采用了特征栅长为0.25μm的TSMC混和信号CMOS工艺.所有的电路都采用了源极耦合逻辑,在抑制共模噪声的同时达到尽可能高的工作速率.该分接器具有利用四分之一速率的正交时钟来实现单级分接的特征,减少了分接器器件,降低了功耗.通过在晶圆测试,该芯片在输入12Gb/s长度为231-1伪随机码流时,分接功能正确.芯片面积为0.9mm×0.9mm,在2.5V单电源供电的情况下的典型功耗是210mW.     

100/200 Gb/s数字相干光模块的光信噪比测试

线路侧光模块CFP2-DCO在4G/5G网络建设中具有重要而广泛的应用,而光信噪比(OSNR)指标是评估其性能的重要参数。光纤通信系统中的偏振模色散(PMD)及色度色散(CD)的干扰,对OSNR性能有重要的影响,PMD及CD的干扰对系统OSNR造成的劣化即为PMD、CD的OSNR代价。探讨了OSNR的不同测试方法,并针对通信设备制造商在实验室对OSNR进行测试的需求,搭建了一种OSNR及PMD、CD干扰代价的自动化测试平台。利用该平台对CFP2-DCO的OSNR及PMD、CD的OSNR代价进行了测试,并进一步测试得到叠加PMD、CD干扰后的OSNR代价及PMD、CD与OSNR的关系曲线。测试结果表明:PMD、CD的干扰越大,通信系统对OSNR的要求越高,因此应尽量降低系统的PMD、CD干扰,从而可以优化系统性能,提高通信质量。