光子晶體在光碼分多址中的應(yīng)用研究.pdf

1、光子晶體被稱作光子領(lǐng)域的半導(dǎo)體,因其周期性結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的光子禁帶特性和控光理論,光子晶體在光通信中具有廣闊的應(yīng)用前景,被認(rèn)為是最有可能實(shí)現(xiàn)集成光路的材料。基于光子晶體能帶理論、耦合模理論和缺陷模理論的光子晶體為光信息處理技術(shù)提供了廣闊的研究平臺(tái),如無截止特性的光子晶體光纖,用于增強(qiáng)或抑制自發(fā)輻射的光子晶體微腔,光子晶體濾波器,光波分復(fù)用器和基于慢光效應(yīng)的光緩存器件等。OCDMA技術(shù)作為實(shí)現(xiàn)全光通信的主流復(fù)用技術(shù)之一,目前發(fā)展仍處于實(shí)驗(yàn)室階

2、段而未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化,其中的一個(gè)影響因素便是光編解碼器的研究尚未取得突破性進(jìn)展。目前OCDMA系統(tǒng)較為成熟的編碼方案是基于一維光子晶體的FBG和光纖延遲線的結(jié)構(gòu),具有優(yōu)良的波長(zhǎng)選擇和時(shí)延特性。但在光子晶體結(jié)構(gòu)中,該二維編碼器結(jié)構(gòu)略顯復(fù)雜,變址能力較弱,且不適于集成,而基于二維光子晶體器件所具有的選頻和慢光時(shí)延特性能較好的符合2D-OCDMA編解碼器的需要,從而為OCDMA編碼方案帶來了新的研究思路和方向。
　　 本文的主要工作在于研

3、究二維光子晶體在OCDMA系統(tǒng)中的應(yīng)用,尤其是對(duì)于OCDMA核心部件——光編解碼器的實(shí)現(xiàn)研究。本文在詳細(xì)介紹二維光子晶體能帶理論的基礎(chǔ)上,運(yùn)用平面波展開法和時(shí)域差分有限法,研究了缺陷模式下的缺陷理論和耦合模理論,對(duì)線缺陷光子晶體波導(dǎo)、耦合腔波導(dǎo)以及點(diǎn)缺陷光子晶體濾波器的光信息處理能力進(jìn)行詳細(xì)分析和模擬仿真。以光子晶體波導(dǎo)和濾波器為基礎(chǔ),利用其選頻和慢光特性,提出了一種基于光子晶體波導(dǎo)和多通道濾波器結(jié)構(gòu)用于2D-OCDMA系統(tǒng)編解碼的方案

4、,并通過仿真分析其編碼性能。所設(shè)計(jì)的光子晶體波導(dǎo)編碼器通過缺陷諧振腔的濾波作用,把用戶光信號(hào)按地址碼序列切割成多個(gè)脈沖序列,完成對(duì)用戶信號(hào)的譜域編碼；同時(shí)由于光子晶體波導(dǎo)的慢光效應(yīng),缺陷諧振腔之間的距離起到光纖延遲線的時(shí)延效果,且微米量級(jí)微腔間距的時(shí)延可以達(dá)到納米量級(jí),對(duì)光信號(hào)進(jìn)行時(shí)域編碼。本文根據(jù)本實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)的二維OOC碼集(19×19,3,1,1)中的一個(gè)碼字{(6,5),(11,6),(2,8)},在譜域和時(shí)域構(gòu)造光子晶體波導(dǎo)