【摘要】：可見光通信(VLC)已經(jīng)滲透到各行各業(yè),在當(dāng)代及未來社會擁有廣闊的發(fā)展前景。藍(lán)光發(fā)光二極管(LED)擁有高能效、低功耗的優(yōu)勢,充當(dāng)藍(lán)光通信系統(tǒng)的光源,在以照明為主的智能交通、航海導(dǎo)向、射頻檢測、醫(yī)學(xué)治療等多領(lǐng)域具有交叉作用。此外,藍(lán)光通信難破解、高保密特性在國家軍事領(lǐng)域也有運(yùn)用�，F(xiàn)今,基于微納器件的半導(dǎo)體研究人員正利用片上集成技術(shù),實(shí)現(xiàn)微型芯片上各種元件高效集成的多功能運(yùn)用。該技術(shù)可以用來實(shí)現(xiàn)光通信小型收/發(fā)端,解決短距離甚至超短距離的光學(xué)互連通信問題,進(jìn)一步提高通信速率對于藍(lán)光通信的實(shí)施。本文結(jié)合傳統(tǒng)通信與光通信的思想,實(shí)現(xiàn)了同一硅基氮化物晶片上藍(lán)光LED、光波導(dǎo)、光電檢測器(PD)的有效集成,提出雙二極管間距排列的無線通信器件;又結(jié)合彎曲波導(dǎo)的損益效應(yīng),提出改變光源能效和出光路徑的半環(huán)形通信器件。文章從設(shè)計(jì),到加工測試,再到模擬驗(yàn)證,運(yùn)用理論與實(shí)際相結(jié)合的思維方式,用到微納研究平臺的多種測試儀器,結(jié)合Rsoft仿真軟件的模擬驗(yàn)證,實(shí)現(xiàn)了微米級芯片上藍(lán)光光子電路集成器件。論文制備完成的微米級藍(lán)光器件波長均近似450納米,無線器件可實(shí)現(xiàn)50Mbps的低碼間串?dāng)_、80Mbps的低誤碼通信,該器件高效的穩(wěn)定速率維持在30Mbps—90Mbps;彎曲器件由鏡像對稱的雙矩形和半環(huán)形組成,整個傳輸層寬5μm,矩形波導(dǎo)長160μm,環(huán)形波導(dǎo)直徑16μm,該器件以藍(lán)光為載體,完成光直接調(diào)制的簡單光子集成電路的制備,器件低碼間串?dāng)_條件下,數(shù)字通信的最高速率為30Mbps,在不考慮眼圖的情況下,通信速率可達(dá)50Mbps。最后利用Rsoft軟件對彎曲器件的波導(dǎo)層做了抽象仿真,輔助驗(yàn)證測試的可靠性,通過改變彎曲結(jié)構(gòu)的直徑對出光能效進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)直徑16μm對出光影響的分界作用,為彎曲波導(dǎo)的后續(xù)研究提供理論支撐。研究結(jié)果表明微米級藍(lán)光器件在VLC和光子集成領(lǐng)域的可行性,運(yùn)用光學(xué)互連思想,為器件在小型終端等多領(lǐng)域研究奠定基礎(chǔ)。
【圖文】：

研究生學(xué)位論文 第二章 電磁模式和不同的表達(dá)式。為了確認(rèn) α、β 用符號 表示有關(guān)波數(shù)的方 ( ) ( ) 式為： ( ) 波在結(jié)構(gòu) 點(diǎn)左側(cè)傳播時的近似特征函數(shù)為： ( ) ，對于等式（ ） ，對于等式（ ）

研究生學(xué)位論文 第二章 電磁模式和彎 ( ) 可以稱為有效縱向光線長度，對于均勻直波導(dǎo)( 度為：L ( ) 波導(dǎo)包括衰減距離的有效寬度， 是波導(dǎo)中波的法線與波導(dǎo)表面( )中的第二個等式基于假設(shè)所選擇的 和 ，，此時 的，正弦函數(shù)可以看作是統(tǒng)一的。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN929.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2624495