本文關(guān)鍵詞：用于下一代以太網(wǎng)的可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器研究

  更多相關(guān)文章： 下一代以太網(wǎng) V型耦合腔可調(diào)諧激光器 1310nm波段 100GBASE-LR4

【摘要】：以太網(wǎng)以其低成本、高可靠性和安裝維護(hù)簡易等優(yōu)點(diǎn)成為普遍采用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù),隨著用戶對(duì)數(shù)據(jù)傳輸和接入帶寬的需求越來越大,以太網(wǎng)逐漸經(jīng)歷了標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、千兆以太網(wǎng)等各個(gè)階段。以太網(wǎng)在電信化和數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用,更是推動(dòng)了40 Gb/s和100Gb/s下一代以太網(wǎng)的快速商用�？墒�,當(dāng)前已有的下一代以太網(wǎng)光發(fā)射機(jī)大多基于分布反饋激光器設(shè)計(jì),復(fù)雜的工藝和昂貴的成本制約著其大規(guī)模應(yīng)用。V型耦合腔可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器不僅能夠很好地解決這個(gè)問題,而且能夠滿足未來面臨更大帶寬需求時(shí)系統(tǒng)升級(jí),動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的需要。本文主要研究用于下一代以太網(wǎng)的V型耦合腔可調(diào)諧激光器。首先,我們介紹了V型耦合腔可調(diào)諧激光器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,并將該結(jié)構(gòu)運(yùn)用于1310 nm波段可調(diào)諧激光器的設(shè)計(jì)中,針對(duì)該波段改用AlGaInAs材料量子阱結(jié)構(gòu)作為有源層,以提升溫度穩(wěn)定性,并重新設(shè)計(jì)了層狀結(jié)構(gòu)和波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。諧振腔參數(shù)也進(jìn)行了優(yōu)化,以獲得較大的波長調(diào)諧范圍和較高的邊模抑制比,并在半波耦合器的設(shè)計(jì)中,加入兩個(gè)延展區(qū)域用于優(yōu)化附加損耗。接著,我們按照設(shè)計(jì)制作了實(shí)際器件,分析了波導(dǎo)內(nèi)切和AlGaInAs材料量子阱側(cè)向刻蝕現(xiàn)象出現(xiàn)的原因,并進(jìn)行了改進(jìn),成功制作出性能優(yōu)異的1310 nm波段V型耦合腔可調(diào)諧激光器。通過單電極電流熱調(diào)諧,實(shí)現(xiàn)了22個(gè)100 GHz信道間隔的連續(xù)波長切換,邊模抑制比超過30 dB。最后,我們?cè)O(shè)計(jì)了滿足100GBASE-LR4規(guī)范的V型耦合腔可調(diào)諧激光器,并利用時(shí)域行波模型仿真了其靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。通過采用電注入調(diào)諧模式,引入無源波導(dǎo)作為調(diào)諧區(qū)域,改進(jìn)電極結(jié)構(gòu),縮短諧振腔腔長和減小腔長差等優(yōu)化方式,取得了單個(gè)自由光譜范圍內(nèi)21個(gè)200 GHz信道間隔的連續(xù)波長切換,以及25 Gb/s直接強(qiáng)度調(diào)制性能,能夠很好地滿足下一代以太網(wǎng)對(duì)光發(fā)射機(jī)的需求。
【關(guān)鍵詞】：下一代以太網(wǎng) V型耦合腔可調(diào)諧激光器 1310nm波段 100GBASE-LR4
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN248.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-19
• 1.1 下一代以太網(wǎng)對(duì)波長可調(diào)諧激光器的需求9-13
• 1.2 波長可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3 本論文的章節(jié)安排16-17
• 1.4 本論文的創(chuàng)新點(diǎn)17-19
• 2 1310nm波段Ⅴ型耦合腔可調(diào)諧激光器的設(shè)計(jì)19-40
• 2.1 Ⅴ型耦合腔激光器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理19-26
• 2.1.1 基本組成部分19-20
• 2.1.2 游標(biāo)效應(yīng)的應(yīng)用20-22
• 2.1.3 半波耦合器22-25
• 2.1.4 閾值條件25-26
• 2.2 量子阱結(jié)構(gòu)、層狀結(jié)構(gòu)及波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-33
• 2.2.1 量子阱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-30
• 2.2.2 層狀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)30-31
• 2.2.3 波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)31-33
• 2.3 激光器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)33-40
• 2.3.1 諧振腔設(shè)計(jì)33-36
• 2.3.2 半波耦合器設(shè)計(jì)36-40
• 3 制作工藝流程及測試分析40-59
• 3.1 關(guān)鍵制作工藝及設(shè)備40-46
• 3.1.1 光刻工藝40-41
• 3.1.2 薄膜沉積工藝41-42
• 3.1.3 刻蝕工藝42-43
• 3.1.4 平坦化工藝43-44
• 3.1.5 金屬濺射及減薄拋光工藝44-46
• 3.2 實(shí)際器件制作46-49
• 3.2.1 光掩膜版繪制46-47
• 3.2.2 藝流程總覽47-48
• 3.2.3 最終器件48-49
• 3.3 器件測試及性能分析49-59
• 3.3.1 器件測試平臺(tái)介紹49-51
• 3.3.2 P-I-V特性測試51-52
• 3.3.3 多信道波長切換特性及單模光譜特性測試52-55
• 3.3.4 針對(duì)邊模抑制比不高的原因分析55-56
• 3.3.5 改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果56-59
• 4 滿足100GBASE-LR4規(guī)范的Ⅴ型耦合腔激光器設(shè)計(jì)和仿真59-73
• 4.1 100GBASE-LR4簡介59-61
• 4.1.1 IEEE Std 802.3ba的提出背景59
• 4.1.2 100GBASE-LR4的具體內(nèi)容59-61
• 4.2 V型耦合腔可調(diào)諧激光器的優(yōu)化設(shè)計(jì)61-63
• 4.2.1 波導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)61-62
• 4.2.2 腔長及半波耦合器設(shè)計(jì)62-63
• 4.3 基于時(shí)域行波模型的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能仿真63-73
• 4.3.1 時(shí)域行波模型63-66
• 4.3.2 仿真使用到的各項(xiàng)參數(shù)66-67
• 4.3.3 靜態(tài)特性的仿真67-69
• 4.3.4 動(dòng)態(tài)調(diào)制特性的仿真69-73
• 5 總結(jié)和展望73-75
• 5.1 本文總結(jié)73-74
• 5.2 工作展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-82
• 附錄82
• 作者簡介82
• 成果附錄82

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 杰戈迪什·拉貝羅;光網(wǎng)絡(luò)中可調(diào)諧激光器的前景[J];世界電子元器件;2002年11期

2 李耐和;可調(diào)諧激光器種類及發(fā)展趨勢(shì)[J];世界產(chǎn)品與技術(shù);2002年02期

3 席鵬;光網(wǎng)絡(luò)推動(dòng)可調(diào)諧激光器發(fā)展[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2002年07期

4 王思R，

本文編號(hào)：1116595