本文關(guān)鍵詞：硅基光交換芯片設(shè)計與性能評估

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【摘要】：光交換節(jié)點是全光通信網(wǎng)絡(luò)的核心單元之一,高速光交換集成芯片的研制推動了光交換節(jié)點技術(shù)的發(fā)展,其中硅基光交換芯片的制作工藝與傳統(tǒng)COMS工藝完全兼容,易于實現(xiàn)單片集成,成為該領(lǐng)域的研究熱點。本文對4×4光交換芯片模塊進(jìn)行了系統(tǒng)的實驗測試,提出一種簡化分析光交換集成芯片串?dāng)_的理論模型,并用于指導(dǎo)硅基光開關(guān)單元的設(shè)計。主要工作內(nèi)容如下:1.通過綜合分析光交換芯片插入損耗與串?dāng)_對光開關(guān)路由的依賴特性,提出一種簡化分析光交換集成芯片串?dāng)_的理論模型,給出了任意規(guī)模光交換芯片串?dāng)_的計算公式,其中光交換集成芯片的串?dāng)_可用主信號路由開關(guān)單元串?dāng)_的加權(quán)和表示,權(quán)重系數(shù)為相對路由損耗系數(shù)。2.利用ModeSolution仿真軟件,對硅基光交換芯片的基本單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計,完成了芯片版圖制作和加工。測試結(jié)果表明,所設(shè)計的2×2馬赫-曾德爾干涉(MZI)開關(guān)單元的插入損耗為1.92dB,串?dāng)_小于-16dB,3d B帶寬大于40nm;2×2單微環(huán)耦合MZI(Single Ring coupled MZI,SRMZI)開關(guān)單元的插入損耗為2.13dB,串?dāng)_為-23.72d B,3dB帶寬為43.5GHz。根據(jù)本文提出的串?dāng)_理論模型,分別對基于MZI和SRMZI開關(guān)單元的16×16光交換集成芯片進(jìn)行了性能評估,均可滿足項目的設(shè)計要求。3.采用四路40Gbps DQPSK調(diào)制信號對4×4 MZI光交換芯片模塊進(jìn)行了纖到纖的傳輸實驗測試,正常工作狀態(tài)下開關(guān)時間小于20ns。實驗結(jié)果表明,經(jīng)NIN熱控補償后,光交換芯片模塊的最大插入損耗約為23.53dB,最大串?dāng)_為-28.66dB;在滿載情況下,通過適當(dāng)選取開關(guān)路由可實現(xiàn)全部24種交換狀態(tài)的無誤碼傳輸。相關(guān)測試方法為后續(xù)開展16×16光交換集成芯片的系統(tǒng)測試提供了經(jīng)驗。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN402;TN929.1

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本文編號：1280500