隨著全光網(wǎng)的發(fā)展,可編程波長選擇開關(guān)(WSS)作為光交換節(jié)點中新一代可重構(gòu)光分插復用器(ROADM)與光交叉連接器(OXC)的核心光學器件之一,具有波長無關(guān)、方向無關(guān)、競爭無關(guān)、靈活格柵等豐富的全光信號處理功能。具備高端口數(shù)的WSS可以極大地降低全光網(wǎng)中多維光節(jié)點的建造、運行和維護成本以及系統(tǒng)組成復雜性,此外WSS的精細光譜操控能力可大幅度提升光節(jié)點的網(wǎng)絡擴展功能和組網(wǎng)靈活性。目前商用WSS主流端口數(shù)僅為1×20端口,最小通道帶寬為10GHz,光譜調(diào)諧精度為1GHz,因此更高端口數(shù)與精細光譜操控能力的WSS對開展智能彈性光網(wǎng)絡中多維光交叉連接節(jié)點技術(shù)的研究具有重大意義。本文針對現(xiàn)階段WSS受液晶空間光調(diào)制器像素密度、輸入/輸出端口的設計與制備以及光學系統(tǒng)設計與成像質(zhì)量等多重因素制約而存在的端口數(shù)不足、光譜分辨率受限、任意多路廣播功能等科學技術(shù)問題,通過使用4K分辨率液晶空間光調(diào)制器、改進光學系統(tǒng)設計并對其內(nèi)部光學元件進行優(yōu)化,最終實現(xiàn)了插損10d B以內(nèi),光譜調(diào)諧精度7.5±1pm、最小通道帶寬8.34GHz并具備信號多路廣播功能的1×120端口可編程波長選擇開關(guān)。論文主要完成的工作如...

【文章頁數(shù)】：146 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 全光網(wǎng)與光交換節(jié)點
    1.2 波長選擇開關(guān)的主要實現(xiàn)技術(shù)
    1.3 波長選擇開關(guān)的研究現(xiàn)狀
    1.4 波長選擇開關(guān)的主要結(jié)構(gòu)與局限
    1.5 主要研究內(nèi)容和創(chuàng)新點
2 光纖耦合微透鏡陣列的理論分析與實驗研制
    2.1 引言
    2.2 光纖耦合微透鏡的光場演化
        2.2.1 標量衍射理論
        2.2.2 衍射的基本類型
        2.2.3 微透鏡的光場分布
    2.3 微透鏡與光纖的耦合效率研究
    2.4 光纖耦合微透鏡陣列的實驗研制
    2.5 本章小結(jié)
3 硅基液晶空間光調(diào)制器光束指向性能的研究
    3.1 引言
    3.2 液晶材料的電光特性
        3.2.1 液晶材料及其光學性質(zhì)
        3.2.2 液晶的電光效應
    3.3 液晶空間光調(diào)制器的工作原理
        3.3.1 液晶空間光調(diào)制器結(jié)構(gòu)
        3.3.2 液晶空間光調(diào)制器的相位調(diào)制原理
    3.4 液晶空間光調(diào)制器的光束指向特性
        3.4.1 閃耀光柵的衍射特性
        3.4.2 液晶空間光調(diào)制器的光束指向原理
    3.5 4K型液晶空間光調(diào)制器性能測試
        3.5.1 偏振特性與衍射效率
        3.5.2 相位校準
    3.6 本章小結(jié)
4 高端口數(shù)波長選擇開關(guān)的研制
    4.1 引言
    4.2 衍射光柵設計與仿真
        4.2.1 衍射光柵結(jié)構(gòu)設計
        4.2.2 嚴格耦合波對光柵結(jié)構(gòu)的驗證
    4.3 波長選擇開關(guān)系統(tǒng)搭建與優(yōu)化
        4.3.1 系統(tǒng)光路設計
        4.3.2 光譜操控精度優(yōu)化
        4.3.3 性能測試
    4.4 本章小結(jié)
5 波長選擇開關(guān)多端口廣播與濾波功能的實現(xiàn)
    5.1 引言
    5.2 衍射模型搭建與采樣間隔設置
        5.2.1 衍射模型搭建
        5.2.2 采樣間隔設置
    5.3 混合算法實現(xiàn)的信號廣播
        5.3.1 局部搜索算法實現(xiàn)的信號廣播
        5.3.2 全局搜索算法實現(xiàn)的信號廣播
        5.3.3 三步混合算法實現(xiàn)的信號廣播
    5.4 波長選擇開關(guān)可編程功能實現(xiàn)
        5.4.1 可編程廣播功能
        5.4.2 可編程濾波功能
    5.5 本章小結(jié)
6 論文總結(jié)與展望
    6.1 工作總結(jié)
    6.2 工作展望
參考文獻
作者簡歷及攻讀博士學位期間取得的研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3792660