利用硅基波導(dǎo)的相干編碼信號(hào)全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換研究.pdf

1、隨著信息時(shí)代的到來(lái)，傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)已經(jīng)不能夠滿足未來(lái)通信的需求，高速大容量的全光通信網(wǎng)絡(luò)得到了廣泛關(guān)注。增大通信容量的有效方法有兩種:一是使用多進(jìn)制相干編碼提高單位符號(hào)上的信息容量;二是采用復(fù)用技術(shù)增加信道數(shù)。在波長(zhǎng)路由全光通信網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換對(duì)于提高波長(zhǎng)的重用率、避免波長(zhǎng)碰撞而引起的阻塞具有重要意義。同時(shí)，集成波導(dǎo)器件因其穩(wěn)定性高、可靠性強(qiáng)、重復(fù)性好、尺寸小、潛在成本低等突出優(yōu)點(diǎn)，已成為光電子器件的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展方向。因此，本論文利

2、用硅基波導(dǎo)中的四波混頻效應(yīng)，針對(duì)多進(jìn)制相干編碼信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換以及組播功能，為全光通信網(wǎng)絡(luò)的光信號(hào)處理提供了集成化解決方案以及有價(jià)值的參考。論文的具體內(nèi)容包括:
　　1、基于絕緣體上硅(SOI)波導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了QPSK和16QAM相干編碼信號(hào)的全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換和組播功能。采用單個(gè)和兩個(gè)連續(xù)的泵浦光，實(shí)現(xiàn)了20 Gbit/s QPSK信號(hào)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換和五通道組播，測(cè)試了信號(hào)光、轉(zhuǎn)換閑頻光和組播閑頻光的眼圖、星座圖和誤碼率，在誤碼率

3、為3×10-3時(shí)，轉(zhuǎn)換和組播功率代價(jià)均小于0.7 dB。對(duì)于36 Gbit/s16QAM信號(hào)，在誤碼率為3.8×10-3時(shí)，轉(zhuǎn)換和組播功率代價(jià)均小于0.96 dB。
　　2、基于SOI波導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了偏振復(fù)用(PDM)、波分復(fù)用(WDM)、正交頻分復(fù)用(OFDM)的相干編碼信號(hào)的全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換和組播功能。在單個(gè)SOI波導(dǎo)中，利用具有一定偏振角度的泵浦光，實(shí)現(xiàn)了PDM-QPSK信號(hào)的全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換和組播，在誤碼率為3×10-3條件下，兩

4、個(gè)偏振信道的功率代價(jià)均小于2.0 dB。提出了兼容WDM技術(shù)的自適應(yīng)OFDM信號(hào)的全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，并針對(duì)2×11.64 Gbaud/s的不同載波調(diào)制的OFDM信號(hào)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在不增加轉(zhuǎn)換功率代價(jià)的情況下，將信號(hào)速率提高了近12 Gbit/s。
　　3、提出了一種硅/富硅氮化硅(Si/SRN)混合硅基波導(dǎo)并用于相干編碼信號(hào)的全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。設(shè)計(jì)優(yōu)化并制作了Si/SRN混合硅基波導(dǎo)，測(cè)試了該波導(dǎo)的線性和非線性特性，測(cè)得的非線性克爾系數(shù)