隨著整個互聯(lián)網(wǎng)流量呈爆炸式增長,人們對網(wǎng)絡(luò)容量和靈活性提出了更高的要求。DWDM技術(shù)能充分利用光纖巨大的帶寬資源,被廣泛用于光纖骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)中,并逐漸向接入網(wǎng)延伸。由于接入網(wǎng)對成本的敏感性,將DWDM技術(shù)引入接入網(wǎng),必須降低DWDM設(shè)備的成本。然而,在目前的DWDM系統(tǒng)中,若使用固定波長的光模塊,會造成資源利用率下降,從而使成本提高,并導(dǎo)致管理和維護難度增大;若使用可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器,則由于傳統(tǒng)芯片加工技術(shù)的不足,導(dǎo)致可調(diào)諧半導(dǎo)體激光器的制造成本高居不下,無法實現(xiàn)大規(guī)模推廣。本文研究的低成本可調(diào)諧模塊可以在一定程度上解決這一問題。本文基于自主研發(fā)的4通道單片集成DFB激光器陣列,提出了一種具有標(biāo)準(zhǔn)SFP接口封裝的可調(diào)諧光收發(fā)模塊。本文采用的DFB激光器陣列使用了一種獨特的芯片加工技術(shù)——重構(gòu)等效啁啾技術(shù),具有波長精度高、制造成本低、成品率高以及適合大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點。該激光器陣列內(nèi)部還集成了半導(dǎo)體光放大器,實現(xiàn)多路激光器的調(diào)制和輸出光放大。論文正文部分首先研究了重構(gòu)等效啁啾技術(shù)的原理和生產(chǎn)工藝流程。并根據(jù)DFB激光器陣列的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特點,設(shè)計了一種獨特的波長調(diào)諧方式,采用激光器陣列通道間切換的方式實現(xiàn)輸出波長的離散調(diào)諧,通過溫度和電流控制實現(xiàn)波長的精細調(diào)諧。接著,論文研究了可調(diào)諧SFP模塊的整體設(shè)計方案,從發(fā)射部分、接收部分和主控制部分三個方面分析了硬件電路的功能和實現(xiàn)方案,并給出了具體的設(shè)計原理圖。然后,根據(jù)可調(diào)諧模塊的波長調(diào)諧方式,研究控制波長調(diào)諧的通信協(xié)議、命令格式以及識別方法,完成了主控制程序和各功能模塊驅(qū)動程序的設(shè)計,實現(xiàn)系統(tǒng)的軟件控制。最后對可調(diào)諧模塊的發(fā)射性能和接收性能進行了相關(guān)測試。實驗結(jié)果表明,該模塊能夠在1539nm～1551nm范圍內(nèi)實現(xiàn)波長的連續(xù)調(diào)諧,從而可獲得100G-DWDM系統(tǒng)的16個工作信道波長,或者50G-DWDM系統(tǒng)的31個工作波長,絕大多數(shù)信道上光信號的邊模抑制比優(yōu)于40dB;同時驗證了基于該模塊的1.25Gbit/s信號背靠背無誤碼穩(wěn)定傳輸。本文研究的低成本可調(diào)諧SFP模塊有望替代DWDM系統(tǒng)中多個固定波長的光模塊,以大大降低應(yīng)用成本、提高資源利用率和系統(tǒng)靈活性。因此,該技術(shù)若應(yīng)用于DWDM系統(tǒng)中,尤其是對成本十分敏感的WDM-PON系統(tǒng),將具有較大的成本優(yōu)勢。
【學(xué)位單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TN248
【部分圖文】：

具有穩(wěn)定性好、線寬極窄的優(yōu)勢，得到了許多公司和研究所的關(guān)注。ＲＩ？公司逡逑的外腔激光器將光纖光柵刻在平面光波導(dǎo)上，作為外腔的波長選擇及反射單元，逡逑結(jié)構(gòu)如圖１．２，可用于石油和天然氣中的干涉?zhèn)鞲小④娛掳踩确矫妫郏玻常�。此外，逡逑ＮＥＣ公司的多個可調(diào)諧激光器系列產(chǎn)品也都是基于外腔可調(diào)諧激光器技術(shù)逡逑［２４，２５］邋0逡逑Ｇａｉｎ邋ｃｈｉｐ邐ＰＬＣ邐Ｌｅｎｓ逡逑，－二邐？？；……（ｊ－逡逑］－ｍ邐ＡＲ邋ＡＲ邐ｌ邋Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ邋ＡＲ逡逑Ｂｒａｇｇ邋ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ逡逑圖１．２邋ＲＩＯ公司的ＰＷ－ＥＣＬ結(jié)構(gòu)示意圖｜２３｜逡逑（２）邋垂直腔面發(fā)射激光器（ＶＣＳＥＬ）逡逑可調(diào)諧ＶＣＳＥＬ的基本結(jié)構(gòu)包括上下兩個布拉格反射鏡和有源區(qū)。上反射鏡逡逑可以移動，下反射鏡與襯底相連，光在上下反射鏡之間反饋振蕩。工作時，在上逡逑反射鏡部分加電壓，由于靜電引力的作用，上反射鏡可以上下移動，從而改變了逡逑４逡逑

邐光概逡逑（ｃ）逡逑圖１．１外腔激光器（ａ）基本型，（ｂ）邋Ｌｉｔｔｒｏｗ型，（ｃ）邋Ｌｉｔｔｍａｎ型結(jié)構(gòu)示意圖逡逑光纖光柵型的可調(diào)諧外腔激光器用光纖光g鹺脫萇涔鈍豕鉤剎ǔぱ≡竦ピ�，辶x暇哂形榷ㄐ院謾⑾嚦砑撓攀疲玫攪誦磯喙競脫芯克墓刈�。＿b桑抗懼義系耐馇患す餛鶻庀斯庹た淘諂矯婀獠ǖ忌�，作为外菈哪波长选愿]胺瓷淶ピ義轄峁谷繽跡保�，可用又o禿吞烊黃械母繕?gòu)z小⒕擄踩確矯媯郟玻常蕁４送�，辶x希危牛霉鏡畝喔隹傻饜臣す餛饗盜脅芬捕際腔諭馇豢傻饜臣す餛骷際蹂義希郟玻矗玻擔(dān)蒎

本文編號：2821207