發(fā)布時(shí)間：2021-08-28 06:07

　　由于“電了瓶頸”的限制,光傳輸?shù)乃俣�、容量與光節(jié)點(diǎn)處信息處理能力的嚴(yán)重不匹配成為當(dāng)前光通信研究領(lǐng)域一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。此外,高能耗的“光/*電”轉(zhuǎn)換及網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處電信號(hào)的交換和處理也阻礙了光通信技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。解決這一問(wèn)題的有效出路是用光器件取代光通信網(wǎng)中的電子器件,使光信號(hào)在光網(wǎng)絡(luò)中始終以光的形式進(jìn)行傳輸、處理和交換,實(shí)現(xiàn)真正意義上的低功耗超高速超大容量“全光網(wǎng)”。本論文研究了面向全光信號(hào)處理的可集成半導(dǎo)體器件,主要工作成果如下：基于多模干涉耦合器的自鏡像原理,論文給出了一種結(jié)合制作工藝,衡量普通干涉（GI）、對(duì)稱(chēng)干涉（PI）和對(duì)稱(chēng)干涉（SI）三種3dB MMI耦合器性能優(yōu)劣的方法,指出了這三種耦合器的適用方向。在InP基和SOI襯底上分別設(shè)計(jì)、制作了這三種耦合器+模斑轉(zhuǎn)換器的集成芯片。InP/InGaAsP基3dB-GI-MMI、3dB-PI-MMI耦合器在1540-1560nm范圍內(nèi)的不平衡度（IM）分別在±1dB、±0.5dB內(nèi)變化,額外損耗（EL）分別約為-3.2dB、-2.7dB（包括光纖與波導(dǎo)的對(duì)接耦合損耗以及光在波導(dǎo)中的傳輸損耗）；SOI基的3dB-GI-MMI、3dB-... 

【文章來(lái)源】：北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：123 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

每月全球丨p流量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及對(duì)未來(lái)兩年的預(yù)估⑴由上圖可知，通信流量的需求平均以每年接近40%的速率成指數(shù)增長(zhǎng)，而光通信系統(tǒng)的傳輸容量每年僅以20%的速率增長(zhǎng)

CEET研究組對(duì)全球有線互聯(lián)網(wǎng)的能量消耗隨時(shí)間變化的怙算曲線。其中基于1.5億網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的實(shí)際功耗，后面每年用戶(hù)數(shù)量以10%速度增加，寬容量需求以每年40%的速度增加構(gòu)建光通信系統(tǒng)的主體主要是基于光纖通信的主干網(wǎng)和基于光的光網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。光通信系統(tǒng)的發(fā)展開(kāi)始于20世紀(jì)70年代末。在光通信系統(tǒng)的比特速率從早期的lOOMb/s (1980)，逐b/s, 565Mb/s, 1.6Gb/s, 2.4Gb/s.和 lOGb/s。隨著摻鉺光um-doped fiber amplifier, EDFA)的面世以及密集波分復(fù)用(Denseion multiplexing, DWDM)技術(shù)的使用，單根光纖的傳輸容量己15】。通過(guò)100?200個(gè)波長(zhǎng)的復(fù)用，并采用高階碼型技術(shù)，光纖通己超過(guò)100Tb/s[6】。隨著空分復(fù)用(space division multiplexing, SD術(shù)(mode division multiplexing, MDM)_^提出，未來(lái)光通信系到進(jìn)一步的提高。目前利用SDM技術(shù)的多芯光纖的譜效率己Hz[9】。圖1-3給出了單根光纖的通信容量隨時(shí)間的發(fā)展歷程。10"-

將得到進(jìn)一步的提高。目前利用SDM技術(shù)的多芯光纖的譜效率己達(dá)到247.9bit/s/Hz[9】。圖1-3給出了單根光纖的通信容量隨時(shí)間的發(fā)展歷程。10"-1015- Capacity limit for X1014 current technology:Space division^ 10^2- WDM multiplexingm 10扣 High spectralS" 109 _ efficiency coding108w edfa7 , ^Improved“ transmission106 _ fibers105 1 ■ -1980 1990 2000 2010Year圖1-3單根光纖的傳輸容量隨時(shí)間的發(fā)展歷程PI2

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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