【摘要】：隨著密集波分復(fù)用技術(shù)的廣泛應(yīng)用和光纖傳輸容量的巨幅增長,現(xiàn)有電交換技術(shù)無論在交換容量還是能效上都早已不堪重負(fù),構(gòu)建以波長交換為基礎(chǔ)的下一代智能化全光通信網(wǎng)絡(luò)逐漸成為通信研究和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的重要共識(shí)。能夠通過軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程控制的可重構(gòu)光分插復(fù)用器(ROADM)和多維光交叉連接(OXC)設(shè)備作為未來全光通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展所必需的關(guān)鍵性核心基礎(chǔ)性設(shè)備,具有極其重要的研究價(jià)值和廣闊的國際市場需求。ROADM不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源的智能化靈活配置,而且可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模與業(yè)務(wù)根據(jù)需要進(jìn)行低成本的靈活拓展。波長阻斷器(Wavelength Blocker:WB)是ROADM關(guān)鍵技術(shù)之一,這是一種能在空間上對(duì)任意通信波長進(jìn)行靈活阻斷的光學(xué)系統(tǒng)。目前波長阻斷器的核心技術(shù)主要包括微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)、液晶(LC)、平面光波導(dǎo)(PLC)光子集成技術(shù)和硅基液晶(LCOS)技術(shù)等。近年來,數(shù)字微鏡器件(DMD)作為一種成熟的空間光調(diào)制器,因其響應(yīng)速度快、偏振不相關(guān)、性能穩(wěn)定、價(jià)格合理等優(yōu)勢逐步向非投影顯示領(lǐng)域拓展。在此背景下,本論文提出一種基于數(shù)字微鏡器件的多端口 C波段可調(diào)諧波長阻斷器,最終實(shí)現(xiàn)了可遠(yuǎn)程軟件靈活控制的16端口 100GHz通道間隔的阻斷功能。具體研究工作如下:1、利用標(biāo)量衍射理論分析了兩種型號(hào)DMD:DLP5500(單像素尺寸10.8μm)和0.7"XGA(單像素尺寸13.68μm)的衍射特性,主要分析相干光入射時(shí),單像素尺寸和入射角對(duì)DMD衍射光分布的影響。為實(shí)現(xiàn)高衍射效率的近閃耀狀態(tài)選擇合適的單像素尺寸和入射角。通過理論分析得到DLP5500(單像素10.8μm)在入射角為12°時(shí)達(dá)到近閃耀狀態(tài),近閃耀級(jí)次為(-2,-2),衍射角為-11.42°,陣列的衍射效率為98%,此時(shí)衍射光沿入射光方向基本原路返回;0.7"XGA(單像素13.68μm)在入射角12°時(shí)衍射光偏離閃耀條件,出現(xiàn)四個(gè)干涉極大值,難以原路返回耦合進(jìn)入光纖。在入射角52°時(shí)達(dá)到近閃耀狀態(tài),衍射光級(jí)次為(-2,-2),陣列的衍射效率接近100%。2、在光學(xué)軟件中構(gòu)建了 DMD模型,并將其應(yīng)用于光學(xué)系統(tǒng)中DMD衍射特性的分析;設(shè)計(jì)制作了基于0.7" XGA型號(hào)DMD的多端口 C波段可調(diào)諧波長阻斷器,并在光學(xué)設(shè)計(jì)軟件中對(duì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。3、在理論分析的基礎(chǔ)上,搭建了基于DMD的16端口 C波段波長阻斷器,實(shí)現(xiàn)了支持1530nm-1560nm波長范圍內(nèi)任意波長的阻斷。16端口的損耗范圍在12dB-15dB,其中1545nm處損耗較低,帶寬邊緣由于不同波長的衍射角度不同,導(dǎo)致耦合回原光路時(shí)損耗較高。系統(tǒng)整體損耗較高的原因是DMD型號(hào)并不完全適配,可通過選擇更合適型號(hào)來消除DMD引入的7-9dB損耗。各端口均勻性良好,通道之間串?dāng)_低于-33dB(無串?dāng)_)。各通道阻斷消光比為-35dB,可實(shí)現(xiàn)有效的波長阻斷。中心波長的調(diào)諧精度為5GHz,最小通道間隔為100GHz,光譜帶寬的最小調(diào)諧精度為10GHz。這一工作為后續(xù)研制更多端口的波長阻斷器實(shí)驗(yàn)樣機(jī)提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。
【圖文】：

目前己經(jīng)有三代ＲＯＡＤＭ技術(shù)開始商用：波長阻ｌｏｃｋｅｒ，簡稱邋ＷＢ）、平面光波導(dǎo)（Ｐｌａｎａｒ邋Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ邋Ｃｉｒｃｕｉｔ，（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ邋Ｓｗｉｔｃｈ，簡稱邋ＷＳＳ）。逡逑，基于波長阻斷器的第一代ＲＯＡＤＭ系統(tǒng)開始商用。波長阻的透傳，以及其他波長的阻斷，，通過與合波器（ＤＷＤＭ）Ｘ）的配合，來實(shí)現(xiàn)所需要的波長的直通或上下載。⑴］波長阻有兩個(gè)方向節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)，其支持多端口通道獨(dú)立控制，光譜０ＧＨｚ和１００ＧＨｚ，且能夠?qū)崿F(xiàn)多器件的級(jí)聯(lián)，光譜的均衡性激光器或可調(diào)諧光濾波器等上下路模塊來構(gòu)建系統(tǒng)，因此其于波長阻斷器的ＲＯＡＤＭ結(jié)構(gòu)示意圖，圖中波長阻斷或直通

波長阻斷器的ＲＯＡＤＭ結(jié)構(gòu)示意圖，圖中波長阻斷或直｜ｎ＾邐＿邋ｗｂ邋邐逡逑Ｄｒｏｐ逡逑Ａｄｄ逡逑圖１－１邋ＷＢ－ＲＯＡＤＭ結(jié)構(gòu)示意圖逡逑第二代平面光波導(dǎo)技術(shù)，與一代相比合并了包括分波器、固態(tài)部件于單個(gè)芯片上，具備結(jié)構(gòu)簡單，插入損耗小，易于寬窄化效應(yīng)，節(jié)點(diǎn)的級(jí)聯(lián)規(guī)模受限，波長間隔只能為丨００，與一代ＷＢ相比，并無明顯優(yōu)勢。１１２１圖１－２是基于平面光波
【學(xué)位授予單位】：中央民族大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN929.1

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 于曉晨;胡家升;王連寶;;基于液晶空間光調(diào)制器的激光束整形[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2012年05期

2 余卿;余曉芬;劉文文;程伶俐;;數(shù)字微鏡器件用于并行共焦測量的再研究[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2011年05期

3 胡強(qiáng)高;劉德明;張s

本文編號(hào)：2632159