基于InGaN定向耦合器的光子集成系統(tǒng)
發(fā)布時(shí)間:2021-11-09 15:56
隨著無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,光子器件已經(jīng)成為通信革命的核心。集成各種用于光互連的光子器件,包括光源、光波導(dǎo)和光電二極管,對(duì)實(shí)現(xiàn)緊密型光子平臺(tái)具有重要意義。此外,從材料角度出發(fā),GaN及其合金,以(Al,In,Ga)N為代表,可以同時(shí)提供光發(fā)射、光傳輸和光檢測(cè)的功能。通過引入合適的緩沖層來補(bǔ)償晶格失配和熱膨脹產(chǎn)生的殘余應(yīng)力來獲得高質(zhì)量的硅基GaN材料已經(jīng)日趨成熟,這為片上光互連和光通信的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ),開發(fā)一種用于可見光通信的集成光源、波導(dǎo)和光電二極管的單片系統(tǒng)。本文基于InGaN/GaN量子阱材料,對(duì)單片集成發(fā)射器、InGaN波導(dǎo)、InGaN定向耦合器和接收器的多組件光子集成系統(tǒng)完成了設(shè)計(jì)制備、光學(xué)模擬、物性表征等多階段的工作。本文首先提出并制備了基于InGaN定向耦合器的光子集成芯片。當(dāng)使用InGaN波導(dǎo)時(shí),無需硅襯底剝離和背面減薄工藝即可實(shí)現(xiàn)片上光子集成,從而簡(jiǎn)化了制造流程。但是,為了提高可見光通信的光子響應(yīng)速度,本文創(chuàng)新性地增加SiO2隔離層,同時(shí)減小二極管器件有源區(qū)的有效尺寸,以減小結(jié)電容。然后基于光束傳播法(BPM),對(duì)InGaN定向耦合區(qū)的傳輸和耦...
【文章來源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
LED與白熾燈的性能比較
的最簡(jiǎn)單形式,它類似于單極性編碼。OOK 表示在載波存在在最簡(jiǎn)單的形式中,特定持續(xù)時(shí)間內(nèi)存在的載波表示為二進(jìn)的載波表示為二進(jìn)制零。OOK已在 ISM頻段中用于在計(jì)算機(jī),OOK 具有更高的頻譜效率,但在使用再生接收機(jī)或?qū)崿F(xiàn)較更敏感。對(duì)于給定的數(shù)據(jù)速率,BPSK(二進(jìn)制相移鍵控)信號(hào)。除了 RF 載波之外,OOK 還用于光通信系統(tǒng)(如 IrDA)。在的機(jī)場(chǎng)擁有設(shè)備,可以讓飛行員多次打開他們的甚高頻收音廣播,或打開跑道燈。發(fā)射器,二進(jìn)制 1 用短脈沖光表示,二進(jìn)制 0 用無光表示。V制的熒光 LED,采用低成本的 PIN 光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)了 VLC 高t/s。隨后該課題組在 2010 年通過采用 APD 來替換前期時(shí)延中 230Mbit/s,實(shí)現(xiàn)了速度的翻倍。這有力的證明了基于 LED 采系統(tǒng)已經(jīng)取得驚喜的成果。如圖 1.2 所示為 OOK 調(diào)制過程原
圖 1.3 PPM 信號(hào)產(chǎn)生電路圖 的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是它是一種 M-ary 調(diào)制技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)非相干性,這樣鎖相環(huán)(PLL)來跟蹤載波的相位。這使得它成為光通信系統(tǒng)的一個(gè)合適的位調(diào)制和檢測(cè)是非常困難和昂貴的。另一種常見的 M-ary 非相干調(diào)制技(M-FSK),它是 PPM 的頻域?qū)ε肌?PPM 并不是完美的,它不僅要求接收機(jī)必須同步,還有一個(gè)主要缺點(diǎn)就性衰落信道中出現(xiàn)的多徑干擾敏感。由于信息是在到達(dá)時(shí)間編碼的(要么對(duì)于一個(gè)普通時(shí)鐘),因此,如果存在一個(gè)或多個(gè)回波,那么要準(zhǔn)確地確的正確脈沖位置就會(huì)極其困難。如果可能的話,通過使用雷達(dá)系統(tǒng)中相在的情況下,完全依靠接收脈沖的同步和到達(dá)時(shí)間來獲得脈沖的距離位調(diào)制系統(tǒng)中的多徑衰落可以很容易得到緩解。鍵控(Color Shift Keying, CSK)鍵控(CSK)作為 IEEE 802.15.7 中概述的基于強(qiáng)度調(diào)制的 VLC 方案,主
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高速實(shí)時(shí)可見光通信技術(shù)研究及應(yīng)用[J]. 陳雄斌,李洪磊. 科技導(dǎo)報(bào). 2018(05)
[2]GaN-based LEDs for light communication[J]. LiXia Zhao,ShiChao Zhu,ChunHui Wu,Chao Yang,ZhiGuo Yu,Hua Yang,Lei Liu. Science China(Physics,Mechanics & Astronomy). 2016(10)
[3]可見光通信的研究[J]. 陳特,劉璐,胡薇薇. 中興通訊技術(shù). 2013(01)
[4]光耦合理論及其在通信元器件中的應(yīng)用[J]. 齊曉玲,蔡志崗,徐宇科,王福娟,鄧廣安,李寶軍,江紹基. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2004(04)
碩士論文
[1]氮化鎵量子阱波導(dǎo)及波導(dǎo)集成器件的研究[D]. 白丹.南京郵電大學(xué) 2016
本文編號(hào):3485648
【文章來源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
LED與白熾燈的性能比較
的最簡(jiǎn)單形式,它類似于單極性編碼。OOK 表示在載波存在在最簡(jiǎn)單的形式中,特定持續(xù)時(shí)間內(nèi)存在的載波表示為二進(jìn)的載波表示為二進(jìn)制零。OOK已在 ISM頻段中用于在計(jì)算機(jī),OOK 具有更高的頻譜效率,但在使用再生接收機(jī)或?qū)崿F(xiàn)較更敏感。對(duì)于給定的數(shù)據(jù)速率,BPSK(二進(jìn)制相移鍵控)信號(hào)。除了 RF 載波之外,OOK 還用于光通信系統(tǒng)(如 IrDA)。在的機(jī)場(chǎng)擁有設(shè)備,可以讓飛行員多次打開他們的甚高頻收音廣播,或打開跑道燈。發(fā)射器,二進(jìn)制 1 用短脈沖光表示,二進(jìn)制 0 用無光表示。V制的熒光 LED,采用低成本的 PIN 光電探測(cè)器實(shí)現(xiàn)了 VLC 高t/s。隨后該課題組在 2010 年通過采用 APD 來替換前期時(shí)延中 230Mbit/s,實(shí)現(xiàn)了速度的翻倍。這有力的證明了基于 LED 采系統(tǒng)已經(jīng)取得驚喜的成果。如圖 1.2 所示為 OOK 調(diào)制過程原
圖 1.3 PPM 信號(hào)產(chǎn)生電路圖 的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是它是一種 M-ary 調(diào)制技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)非相干性,這樣鎖相環(huán)(PLL)來跟蹤載波的相位。這使得它成為光通信系統(tǒng)的一個(gè)合適的位調(diào)制和檢測(cè)是非常困難和昂貴的。另一種常見的 M-ary 非相干調(diào)制技(M-FSK),它是 PPM 的頻域?qū)ε肌?PPM 并不是完美的,它不僅要求接收機(jī)必須同步,還有一個(gè)主要缺點(diǎn)就性衰落信道中出現(xiàn)的多徑干擾敏感。由于信息是在到達(dá)時(shí)間編碼的(要么對(duì)于一個(gè)普通時(shí)鐘),因此,如果存在一個(gè)或多個(gè)回波,那么要準(zhǔn)確地確的正確脈沖位置就會(huì)極其困難。如果可能的話,通過使用雷達(dá)系統(tǒng)中相在的情況下,完全依靠接收脈沖的同步和到達(dá)時(shí)間來獲得脈沖的距離位調(diào)制系統(tǒng)中的多徑衰落可以很容易得到緩解。鍵控(Color Shift Keying, CSK)鍵控(CSK)作為 IEEE 802.15.7 中概述的基于強(qiáng)度調(diào)制的 VLC 方案,主
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]高速實(shí)時(shí)可見光通信技術(shù)研究及應(yīng)用[J]. 陳雄斌,李洪磊. 科技導(dǎo)報(bào). 2018(05)
[2]GaN-based LEDs for light communication[J]. LiXia Zhao,ShiChao Zhu,ChunHui Wu,Chao Yang,ZhiGuo Yu,Hua Yang,Lei Liu. Science China(Physics,Mechanics & Astronomy). 2016(10)
[3]可見光通信的研究[J]. 陳特,劉璐,胡薇薇. 中興通訊技術(shù). 2013(01)
[4]光耦合理論及其在通信元器件中的應(yīng)用[J]. 齊曉玲,蔡志崗,徐宇科,王福娟,鄧廣安,李寶軍,江紹基. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2004(04)
碩士論文
[1]氮化鎵量子阱波導(dǎo)及波導(dǎo)集成器件的研究[D]. 白丹.南京郵電大學(xué) 2016
本文編號(hào):3485648
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