近幾十年來,光纖通信技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。尤其是近幾年,隨著移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的興起與繁榮以及大型數(shù)據(jù)中心的發(fā)展,人們對于通信帶寬的需求不斷提高。在此背景下,光纖通信系統(tǒng)對通信的功耗與速率等性能提出了更高的要求,而傳統(tǒng)的光收發(fā)模塊在尺寸和能耗上都已經(jīng)無法滿足需求。伴隨光子集成芯片制作技術(shù)的逐步成熟,將多個分立器件集成于一體的光電子集成芯片將逐步替代傳統(tǒng)解決方案,這也是光電子行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。基于此背景,本論文將主要研究基于多波導(dǎo)垂直集成技術(shù)和蝕刻衍射光柵的光子集成接收器。首先,我們詳細(xì)介紹了蝕刻衍射光柵的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和基本特性,然后給出了蝕刻衍射光柵的設(shè)計方法和數(shù)值仿真的方法。接著,我們將蝕刻衍射光柵的原理應(yīng)用于1310nm蝕刻衍射光柵的設(shè)計中,設(shè)計并制作出了可用作高速以太網(wǎng)中1OOGbase-LR4系統(tǒng)的波分復(fù)用器,其通道間隔為4.5nm,并詳細(xì)地分析了仿真與實驗結(jié)果。對蝕刻衍射光柵的通帶帶寬進(jìn)行了優(yōu)化,引入弧形齒面的設(shè)計,制作得到了通帶平坦的蝕刻衍射光柵。并詳細(xì)介紹了蝕刻衍射光柵制作的關(guān)鍵工藝與整體流程。然后,基于多波導(dǎo)垂直集成技術(shù)介紹了模斑轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)與原理... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１?２０２０年之前超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心數(shù)量預(yù)測ｍ??１??

尤其進(jìn)入２１世紀(jì)以來，隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的繁榮和數(shù)據(jù)中心的興起，以及云計算、大數(shù)據(jù)、??物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的提出與發(fā)展，人類全面進(jìn)入大數(shù)據(jù)時代，“互聯(lián)一切”成為可能，同時人??們對光通信和光互聯(lián)的依賴和期望也更高。如圖１－１與丨－２所示，預(yù)計２０２０年在全球范圍??內(nèi)，超大規(guī)模的數(shù)據(jù)中心將增長至４８５個，將占所有已安裝的數(shù)據(jù)中心服務(wù)器的４７％；在??２０２０年，全球范圍的數(shù)據(jù)中心年度ＩＰ流量將達(dá)到１５．３ＺＢ，是２０１５年的３倍�。贰�。隨之而來??的是市場對光網(wǎng)絡(luò)中的半導(dǎo)體激光器、調(diào)制器、探測器、波分復(fù)用器等核心器件的巨大需??求與要求。??６００?仍?５０％??４３％＾？?４５％??５００?■概??４００?圓■艦??，■國■?３０％??謂??２０１５?２０１６?２０１７?２０１３?２０１９?２０２０??Ｓｏｕｒｃｅ：?Ｃ?ｓｃｏ?Ｇｌｏｂａｌ?Ｃｌｏｕｄ?Ｉｎｄｅｘ．?２０１５－２０２０：?Ｓｙｎｅｒｇｙ?Ｒｅｓｅａｒｃｈ??圖１－１?２０２０年之前超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心數(shù)量預(yù)測ｍ??１??

通常一個接收器，需要將探測器（Ｐｈｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ，?ＰＤ），跨阻抗放大器（Ｔｒａｎｓ－Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ??Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ，ＴＩＡ）和解復(fù)用器（Ｄｅｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｒ，ＤＭＴＪＸ?）集成為一個光接收模塊（Ｒｅｃｅｉｖｅｒ??Ｏｐｔｉｃａｌ?Ｓｕｂ－Ａｍｍｅｍｂｌｙ，?ＲＯＳＡ），其結(jié)構(gòu)組成如圖１－４所不，光從光纖輸入，經(jīng)解復(fù)用器??分光之后，不同波長的光分別進(jìn)入探測器中，實現(xiàn)光信號至電信號的轉(zhuǎn)換。??（?Ｖ??ＰＩＮ?ＰＤ?—＞?Ｔ１Ａ?＞?Ｌａｎｅ?０?（１２９５．５６?ｎｍ）??２５Ｇ??Ｉｎｐｕｔ?＾￣＞?ＰＩＮ－ＰＤ?＿＞?ＴＩＡ?＞?Ｌａｎｅ?１?（１３００．０５?ｎｍ）???令?＜５?２５Ｇ??ｑ?ＰＩＮ－ＰＤ?＿＿＾?ＴＩＡ?＞?Ｌａｎｅ?２?（１３０４．５８?ｎｍ）??￣＞?ＰＩＮ?ＰＤ?—＞?ＴＩＡ?＞?Ｌａｎｅ?３?（１３０９．１４?ｎｍ）??、?＞??圖１－４光接收模塊結(jié)構(gòu)示意圖??目前，根據(jù)集成方式的不同，可分為以下幾類：??１．２．１基于分立元件集成的接收器??Ｊ?Ｍｉｃｒｏ－ｌｅｎｓ?ａｒｒａｙ?（ＧＲＩＮ）??一??Ｒｅｃｅｄｅ?＿?［?／?ＰＬＣ－ＡＷＧ?／?ＪＦ?ｃａｒｒｉｅｒ??（ＬＣ）?＊■?ｒ?Ｎ?４＇Ｃｈ?ＴＩＡ?／?—?Ｓｐａｃｅｒ??＼?廣

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]損耗均勻且平頂?shù)奈g刻衍射光柵波長路由器[J]. 穆鴿,何建軍.  光學(xué)學(xué)報. 2016(06)
[2]Echelle dif fraction grating based high-resolution spectrometer-on-chip on SiON waveguide platform[J]. 馬驍,何建軍,李明宇.  Chinese Optics Letters. 2013(03)
[3]標(biāo)量衍射理論模擬蝕刻衍射光柵[J]. 盛鐘延,何賽靈,何建軍.  光電工程. 2001(06)
[4]蝕刻衍射光柵設(shè)計的一點法與二點法[J].   中國計量學(xué)院學(xué)報. 2001(02)
[5]二維消像差平面場型凹面光柵的設(shè)計與成像分析[J]. 趙春華,朱祖華,陳抗生,楊易.  光學(xué)學(xué)報. 1998(08)

博士論文
[1]基于磷化銦集成波導(dǎo)光柵的波分復(fù)用和路由器件研究[D]. 穆鴿.浙江大學(xué) 2016
[2]基于刻蝕衍射光柵的芯片光譜儀研究[D]. 馬驍.浙江大學(xué) 2013
[3]陳列波導(dǎo)光柵的理論建模與優(yōu)化設(shè)計及其實驗研究[D]. 戴道鋅.浙江大學(xué) 2005
[4]基于絕緣體上的硅材料的刻蝕光柵式分波合波器研究[D]. 王文輝.中國科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所） 2004



本文編號：2921269